内容正文:
铜山区第一中学高一年级第二学期5月月考
化学试卷
可能用到的相对原子质量为:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 Fe:56
一、选择题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共42分)
1. 下列关于能量变化的说法正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,水的能量更低
B. 反应物的总能量低于生成物的总能量,反应时向环境放出能量
C. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多
D. 因为石墨变成金刚石吸热,所以金刚石比石墨稳定
2. 下列有关化学用语或模型正确的是
A. 乙醇的分子式:C2H5OH
B. 乙烯的球棍模型:
C. 可以表示、或
D. 的电子式:
3. 下列涉及物质工业制备说法正确的是
A. 陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成的
B. 硫黄燃烧制得的溶于水制备
C. 的催化氧化是工业制的基础
D. 与在放电的条件下合成
4. 下列选项中离子能大量共存的是
A. 无色透明的溶液中:、、、
B. 碱性溶液中:、、、
C. 使无色酚酞试液呈红色的溶液中:、、、
D. 使紫色石蕊试液呈红色的溶液中:、、、
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 1molN2中含有共用电子对数目为3NA
B. 92gNO2和N2O4的混合物中,所含原子数目为6NA
C. 2molSO2与足量O2生成SO3电子转移数目为4NA
D. 锌铜硫酸原电池中,正极产生气体体积为11.2L(标准状况下),外电路中转移电子数为NA
6. 为提纯下列物质,除杂药品和分离方法都正确的是
被提纯的物质(杂质)
除杂药品
分离方法
A
乙醇(乙酸)
NaOH溶液
分液
B
KBr溶液(KI)
氯水、
萃取、分液
C
乙烷(乙烯)
氢气
洗气
D
饱和溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
7. 有机物I是有机合成中重要的中间体,合成的反应如下。下列说法正确的是
已知:羰基()可以与加成生成醇。
A. 苯甲醛苯环上的一氯代物有4种
B. 苯甲醛分子中含有双键
C. 可用质谱仪测定2-环己烯酮中羰基、碳碳双键等基团
D. 有机物I与足量完全加成后所得分子中含有3个手性碳原子
8. T℃,在2L密闭容器中投入一定量A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g) H=-QkJ•mol-1(Q>0)。12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 前12s内,A的平均反应速率为0.025mol•L-1•s-1
B. 化学计量数之比b:c=1:4
C. 2s内,A的转化率为37.5%
D. 12s内,A和B反应放出的热量为0.2QkJ
9. 物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度,下图为氮、硫及其部分化合物的价类二维图,下列说法不正确的是
A. 坐标轴右侧区域代表的是硫及其化合物
B. i或j均可以用NaOH溶液吸收,以防止污染环境
C. 的转化均能一步实现
D. c与k反应可以生成e
10. 用过量的溶液腐蚀铜制线路板,取少量腐蚀反应完毕后的混合溶液,加入一定量的铁粉充分搅拌,发现仍有固体存在。下列判断不正确的是
A. 氧化性: B. 剩余固体中一定含Cu
C. 有固体存在的溶液中一定无 D. 有固体存在的溶液中一定含
11. 向一定量的Fe、FeO、的混合物中加入的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL (标准状况)的气体,所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是
A. 5.6g B. 8.4g C. 11.2g D. 已知数据不足,无法计算
12. 立方烷是一种新合成的烃,其分子结构为正方体结构,其碳架结构如图所示。有关立方烷的说法正确的是
A. 立方烷的分子式为C8H18
B. 立方烷和氯气发生取代反应,1 mol立方烷最多会生成4 mol HCl
C. 1 mol立方烷完全燃烧消耗氧气的体积为224 L
D. 立方烷的一氯代物只有一种
13. 一种利用废旧镀锌铁皮(表面有铁锈和油污)制备磁性纳米粒子的工艺流程如下:
已知:及其化合物的性质与及其化合物的性质相似。下列说法不正确的是
A. “碱洗”的目的只是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污
B. “氧化”时发生反应的离子方程式为
C. “氧化”后的溶液中金属阳离子主要有、、
D. 用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系,产生丁达尔效应
14. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
将一块用砂纸打磨过的铝条放入试管,再加入98%浓硫酸3mL,铝条表面无明显现象
铝与浓硫酸常温下不反应
B
向试管中加入3mL稀KMnO4酸性溶液,再通入SO2气体,紫红色褪去
SO2具有漂白性
C
室温下,向 FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
Fe3+的氧化性比I2的强
D
将溶液X与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
溶液X中一定含有CO32-
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题(共58分)
15. 汽车尾气主要含有一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一。请回答下列问题:
(1)已知汽缸中氮气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化值如图所示,则由该反应生成1molNO时,应___________(填“释放”或“吸收”)___________kJ能量。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:
①Pt电极上发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子流动方向是___________(填A或B)
A.从 NiO电极流向 Pt电极 B.从 Pt电极流向NiO电极
③NiO电极上的电极反应式为___________。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO混合气体,发生如下反应:2CO(g)+2NO(g) =2CO2(g)+N2(g),t0时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如下图所示。
①比较大小:a处v正___________b处v逆(填“>”、“<”或“=”)
②平衡后往该密闭容器中再充入一定量的氦气,则CO2的体积分数___________50%。 (填“>”、“<”或“=”)
③能说明上述反应已达化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.v正(CO)=v逆(NO) B.混合气体密度保持不变
C.反应容器内压强保持不变 D.混合气体的质量保持不变
16. 完成下列问题。
(1)键线式:表示的分子式为________;该物质用系统命名法命名________。
(2)丙烯是石油化工的重要原料,一定条件下可发生下列转化:
已知:
①丙烯能发生加聚反应,产物的结构简式为________。
②写出B的结构简式________。
③写出G与足量乙醇反应生成H的化学方程式____________________。
④设计以丙烯和乙醇为原料制备的合成路线________。(无机试剂任用,合成路线示例见本题题干)
17. 补血剂甘氨酸亚铁[]易溶于水,难溶于乙醇。实验室用绿矾(FeSO4∙7H2O)制备甘氨酸亚铁的实验过程如下:
实验I:用绿矾配制溶液。
实验II:制备固体。
实验III:制备甘氨酸亚铁,实验装置如图所示。将实验II得到的固体和甘氨酸(H2NCH2COOH)的水溶液混合后加入三颈烧瓶中,用将三颈烧瓶中空气排净,滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤,用乙醇洗涤、干燥得到产品。
(1)实验I中配制溶液所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______(填名称)。
(2)补充实验II中制备固体的实验方案:取实验Ⅰ制备的溶液于烧杯中,_______,得固体。(须用到的试剂:溶液,蒸馏水)
(3)实验III中:
①将三颈烧瓶中空气排净的原因是_______。
②用乙醇洗涤产品的目的是_______。
③三颈烧瓶中和甘氨酸反应的化学方程式为_______。
(4)测定产品的质量分数。实验步骤如下:称量5.00g产品配制成500mL溶液,量取50.00mL于锥形瓶中,向其中逐滴加入溶液(若仅发生反应:),反应完全时消耗溶液20.00mL。计算产品中的质量分数:_______(写出计算过程)。
18. 环境保护是化学的重要任务,请完成下列问题。
(1)采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气(含、、NO)可获得含、、的副产品,工业流程如图1所示。
①反应釜I采用“气-液逆流”接触吸收法(如图2),其优点是___________
②反应釜Ⅱ中转化为反应的化学方程式为___________。
(2)烟气(主要污染物、)对人类生活环境造成很大的污染。工业上采取氧化、还原等方法将之除去,以达到净化目的。
①烟气经预处理后用碱液吸收,可减少其中、的含量。已知NO可被氧化为、,用NaOH溶液吸收若只生成一种盐,该盐的化学式为___________。
②尿素在高温条件下与NO反应转化成三种无毒气体,该反应的化学方程式为___________
(3)工业上氮的氧化物通常是用碱性溶液吸收。
①用溶液吸收硝酸工业尾气中的,生成等物质的量的两种钠盐(其中一种为)及一种气体,反应的离子方程式为___________。
②NaOH溶液浓度越大黏稠度越高,用不同浓度的NaOH溶液吸收(混有NO)含量不同的工业尾气,氮氧化物的吸收率随NaOH溶液浓度的变化如题图3所示,曲线Ⅱ表示NO的物质的量___________(填“大于”“小于”或“等于”)物质的量。当NaOH溶液浓度高于后,氮氧化物的吸收率随NaOH溶液浓度的升高而降低的原因是___________
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铜山区第一中学高一年级第二学期5月月考
化学试卷
可能用到的相对原子质量为:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 Fe:56
一、选择题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共42分)
1. 下列关于能量变化的说法正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,水的能量更低
B. 反应物的总能量低于生成物的总能量,反应时向环境放出能量
C. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多
D. 因为石墨变成金刚石吸热,所以金刚石比石墨稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰熔化需吸收能量,水的能量高,故A错误;
B.反应物的总能量低于生成物的总能量,此反应为吸热反应,反应时需要向反应体系提供能量,或从周围环境中吸收能量,故B错误;
C.等质量的同一物质,由于在气态时含有的能量比固态时高,所以等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧产生气体,由于生成物的能量相同,所以前者放出的热量多,故C正确;
D.物质含有的能量越高,物质的稳定性就越小,所以石墨变成金刚石吸热,则金刚石比石墨稳定性差,故D错误;
故选C。
2. 下列有关化学用语或模型正确的是
A. 乙醇的分子式:C2H5OH
B. 乙烯的球棍模型:
C. 可以表示、或
D. 的电子式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇的分子式为:C2H6O,A项错误;
B.乙烯分子中,碳原子半径大于氢原子,而该模型中氢原子半径大于碳原子,B项错误;
C.均可以表示16O2-、17O2-和18O2-的结构示意图,C项正确;
D.的电子式为:,D项错误;
故答案选C。
3. 下列涉及物质工业制备说法正确的是
A. 陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成的
B. 硫黄燃烧制得的溶于水制备
C. 的催化氧化是工业制的基础
D. 与在放电的条件下合成
【答案】A
【解析】
【详解】A.陶瓷的传统工业制备是以黏土为主要原料,经成型、高温烧结发生复杂的物理化学变化得到,A正确;
B.工业制硫酸中,硫黄燃烧只能生成,需在催化剂、加热条件下催化氧化才能得到,B错误;
C.工业制硝酸的基础是的催化氧化生成NO,不是直接催化氧化,C错误;
D.工业合成氨是和在高温、高压、催化剂的条件下反应生成,而放电条件下和反应生成,D错误;
故选A。
4. 下列选项中离子能大量共存的是
A. 无色透明的溶液中:、、、
B. 碱性溶液中:、、、
C. 使无色酚酞试液呈红色的溶液中:、、、
D. 使紫色石蕊试液呈红色的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.Fe3+为有色离子,不满足溶液无色的条件,故A错误;
B.碱性溶液中存在大量OH-,Na+、K+、、之间不反应,且都不与OH-反应,能够大量共存,故B正确;
C.无色酚酞试液呈红色的溶液为碱性溶液,存在大量OH-,OH-与反应而不能大量共存,故C错误;
D.使紫色石蕊试液呈红色的溶液为酸性溶液,存在大量H+,H+、之间能够发生反应,不能大量共存,故D错误;
故选B。
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 1molN2中含有共用电子对数目为3NA
B. 92gNO2和N2O4的混合物中,所含原子数目为6NA
C. 2molSO2与足量O2生成SO3电子转移数目为4NA
D. 锌铜硫酸原电池中,正极产生气体体积为11.2L(标准状况下),外电路中转移电子数为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.氮气分子中含有氮氮三键,故1molN2中含有共用电子对数目为3NA,A正确;
B.NO2和N2O4的最简式均为NO2,92gNO2的物质的为2mol,故92gNO2和N2O4的混合物中,所含原子数目为6NA,B正确;
C.SO2与足量O2生成SO3的反应为可逆反应,2molSO2与足量O2生成SO3电子转移数小于4NA,C错误;
D.锌铜硫酸原电池中,正极的反应式为,正极产生气体体积为11.2L(标准状况下),外电路中转移电子数为NA,D正确;
故选C。
6. 为提纯下列物质,除杂药品和分离方法都正确的是
被提纯的物质(杂质)
除杂药品
分离方法
A
乙醇(乙酸)
NaOH溶液
分液
B
KBr溶液(KI)
氯水、
萃取、分液
C
乙烷(乙烯)
氢气
洗气
D
饱和溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢氧化钠溶液除去乙酸后仍然是水溶液,乙醇溶于水,无法通过分液分离出去,A错误;
B.溴化钾溶液和碘化钾溶液都能与氯水反应,则不能用氯水、四氯化碳除去溴化钾溶液中混有的碘化钾,B错误;
C.氢气和乙烯的反应需要催化剂,C错误;
D.二氧化碳不与饱和碳酸氢钠溶液反应,混合气体通过饱和碳酸氢钠溶液时,二氧化硫气体易溶于水,并与碳酸氢钠溶液反应而被溶液吸收除去,D正确;
故选D。
7. 有机物I是有机合成中重要的中间体,合成的反应如下。下列说法正确的是
已知:羰基()可以与加成生成醇。
A. 苯甲醛苯环上的一氯代物有4种
B. 苯甲醛分子中含有双键
C. 可用质谱仪测定2-环己烯酮中羰基、碳碳双键等基团
D. 有机物I与足量完全加成后所得分子中含有3个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯甲醛的苯环上,醛基的邻位有2种等效氢、间位有2种等效氢,对位1个氢,共3种不同化学环境的氢原子,因此苯环上的一氯代物有3种,A错误;
B.苯甲醛分子中,苯环的大π键不属于常规碳碳双键,仅醛基中含1个碳氧双键,因此1mol苯甲醛仅含1mol双键,B错误;
C.质谱仪的作用是测定有机物的相对分子质量,测定羰基、碳碳双键等官能团/基团需要使用红外光谱仪,C错误;
D.有机物I与足量完全加成后,不饱和碳碳键转化为饱和碳碳键,酮羰基转化为羟基,产物结构如图;手性碳原子为连接4个不同基团的碳原子,图中标*号的碳原子符合该特征,共3个,D正确;
故选D。
8. T℃,在2L密闭容器中投入一定量A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g) H=-QkJ•mol-1(Q>0)。12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 前12s内,A的平均反应速率为0.025mol•L-1•s-1
B. 化学计量数之比b:c=1:4
C. 2s内,A的转化率为37.5%
D. 12s内,A和B反应放出的热量为0.2QkJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,前12s内A浓度变化0.6mol/L,则平均反应速率,故A错误;
B.由图可知12s内,A浓度变化0.6mol/L,B浓度变化0.2mol/L,C浓度变化,三者浓度变化比值为3:1:2,说明b=1、c=2,则b:c=1:2,故B错误;
C.由图可知,2s内,A的转化率为,故C正确;
D.前12s内,A浓度变化0.6mol/L,A物质的量变化0.6mol/L×2L=1.2mol,根据,则12s内A和B反应放出的热量为,故D错误;
故选C。
9. 物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度,下图为氮、硫及其部分化合物的价类二维图,下列说法不正确的是
A. 坐标轴右侧区域代表的是硫及其化合物
B. i或j均可以用NaOH溶液吸收,以防止污染环境
C. 的转化均能一步实现
D. c与k反应可以生成e
【答案】B
【解析】
【分析】由图中氢化物的化合价可知,左侧为氮及其部分化合物的价类二维图,右侧为硫及其部分化合物的价类二维图,则a为硫化氢、b为硫、c为二氧化硫、d为三氧化硫、e为硫酸、f为硫酸盐、g为氨气、h为氮气、i为一氧化氮、j为二氧化氮或四氧化二氮、k为硝酸、l为铵盐。
【详解】A.由分析可知,右侧为硫及其部分化合物的价类二维图,A正确;
B.由分析可知,i为一氧化氮,j为二氧化氮或四氧化二氮,与溶液不反应,与NaOH溶液反应,B不正确;
C.转化为,均能一步实现,C正确;
D.c为二氧化硫,k为硝酸,e为硫酸,硝酸能把二氧化硫氧化生成硫酸,D正确;
故选B。
10. 用过量的溶液腐蚀铜制线路板,取少量腐蚀反应完毕后的混合溶液,加入一定量的铁粉充分搅拌,发现仍有固体存在。下列判断不正确的是
A. 氧化性: B. 剩余固体中一定含Cu
C. 有固体存在的溶液中一定无 D. 有固体存在的溶液中一定含
【答案】C
【解析】
【分析】混合溶液中含有氯化亚铁、氯化铜和氯化铁,加入铁先和铁离子反应生成亚铁离子,然后铁和氯化铜反应生成铜,实验后发现有固体存在,可能是铁和铜或铜。
【详解】A.溶液腐蚀铜制线路板发生反应,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知氧化性:,故A正确;
B.混合溶液中含有氯化亚铁、氯化铜和氯化铁,氧化性:,加入铁先和铁离子反应生成亚铁离子,然后铁和氯化铜反应生成铜,实验后发现有固体存在,可能是铁和铜或铜固体,故B正确;
C.固体可能是铁和铜或铜,若固体只有铜,溶液中可能含有铜离子,故C错误;
D.反应后溶液中一定有亚铁离子,故D正确;
故答案为:C。
11. 向一定量的Fe、FeO、的混合物中加入的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL (标准状况)的气体,所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是
A. 5.6g B. 8.4g C. 11.2g D. 已知数据不足,无法计算
【答案】B
【解析】
【详解】溶液中加入KSCN溶液无红色出现,所以所得溶液中的溶质是FeCl2,根据原子Cl守恒,,,所以FeCl2的物质的量为0.15mol,根据铁原子守恒,=0.15mol,最终得到的铁也是0.15mol,质量为;
故答案为:B。
12. 立方烷是一种新合成的烃,其分子结构为正方体结构,其碳架结构如图所示。有关立方烷的说法正确的是
A. 立方烷的分子式为C8H18
B. 立方烷和氯气发生取代反应,1 mol立方烷最多会生成4 mol HCl
C. 1 mol立方烷完全燃烧消耗氧气的体积为224 L
D. 立方烷的一氯代物只有一种
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.根据碳原子成键特点,立方烷的分子式为C8H8,A项错误;
B.1 mol立方烷和氯气反应,最多需要8 mol氯气,生成8 mol HCl,B项错误;
C.根据燃烧方程式C8H8+10O28CO2+4H2O,燃烧1 mol立方烷需要10 mol氧气,在标准状况下为224 L,但C项氧气的状态不确定,不一定为标准状况,C项错误;
D.立方烷分子是高度对称的,分子中只有一种等效氢,故其一氯代物只有1种,D项正确;
答案选D。
13. 一种利用废旧镀锌铁皮(表面有铁锈和油污)制备磁性纳米粒子的工艺流程如下:
已知:及其化合物的性质与及其化合物的性质相似。下列说法不正确的是
A. “碱洗”的目的只是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污
B. “氧化”时发生反应的离子方程式为
C. “氧化”后的溶液中金属阳离子主要有、、
D. 用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系,产生丁达尔效应
【答案】A
【解析】
【分析】向废旧镀锌铁皮中加入氢氧化钠溶液除去锌,过滤向固体中加入稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入次氯酸钠溶液,将一部分亚铁离子氧化为铁离子,发生反应:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,先通入氮气排尽空气(防止后续生成的氢氧化亚铁被氧化),加入氢氧化钠溶液产生氢氧化亚铁、氢氧化铁胶体,分离得到氢氧化亚铁和氢氧化铁,灼烧得到四氧化三铁。
【详解】A.由分析可知,“碱洗”是为了除去锌,生成Na2ZnO2,同时除去油污,故A错误;
B.“氧化”时,亚铁离子与次氯酸根离子发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故B正确;
C.“氧化”时,部分亚铁离子与次氯酸根离子发生反应:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+、Na+,故C正确;
D.“加热沉铁”后得到含磁性纳米粒子的分散系,为胶体,可以产生丁达尔效应,故D正确;
故选:A。
14. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
将一块用砂纸打磨过的铝条放入试管,再加入98%浓硫酸3mL,铝条表面无明显现象
铝与浓硫酸常温下不反应
B
向试管中加入3mL稀KMnO4酸性溶液,再通入SO2气体,紫红色褪去
SO2具有漂白性
C
室温下,向 FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
Fe3+的氧化性比I2的强
D
将溶液X与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
溶液X中一定含有CO32-
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 将一块用砂纸打磨过的铝条放入试管,再加入98%浓硫酸3mL,铝条表面无明显现象,发生了钝化,不是不反应,故A错误;
B. 向试管中加入3mL稀KMnO4酸性溶液,再通入SO2气体,紫红色褪去,两者发生氧化还原反应,证明SO2具有还原性,故B错误;
C. 室温下,向 FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,生成了单质碘,根据氧化还原反应原理,得到Fe3+的氧化性比I2的强,故C正确;
D. 将溶液X与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,则该气体可能是CO2或者SO2,故溶液X中可能含有CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-等,故D错误;
综上所述,答案为C。
二、非选择题(共58分)
15. 汽车尾气主要含有一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一。请回答下列问题:
(1)已知汽缸中氮气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化值如图所示,则由该反应生成1molNO时,应___________(填“释放”或“吸收”)___________kJ能量。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:
①Pt电极上发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子流动方向是___________(填A或B)
A.从 NiO电极流向 Pt电极 B.从 Pt电极流向NiO电极
③NiO电极上的电极反应式为___________。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO混合气体,发生如下反应:2CO(g)+2NO(g) =2CO2(g)+N2(g),t0时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如下图所示。
①比较大小:a处v正___________b处v逆(填“>”、“<”或“=”)
②平衡后往该密闭容器中再充入一定量的氦气,则CO2的体积分数___________50%。 (填“>”、“<”或“=”)
③能说明上述反应已达化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.v正(CO)=v逆(NO) B.混合气体密度保持不变
C.反应容器内压强保持不变 D.混合气体的质量保持不变
【答案】(1) ①. 吸收 ②. 91.5
(2) ①. 还原 ②. A ③. NO-2e-+O2-=NO2
(3) ①. > ②. < ③. AC
【解析】
【小问1详解】
该反应为N2+O2=2NO,根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,得到ΔH=945+498-2×630=183kJ/mol,则生成1molNO吸收热量91.5kJ。
【小问2详解】
①从图示可知,O2-向NiO电极移动,则NiO电极为负极,Pt电极为正极,Pt电极上一个O2得4个电子生成2个O2-,发生还原反应。②NiO为负极,外电路中电子从NiO电极流向Pt电极,答案选A。③NiO上NO失电子结合O2-生成NO2,电极反应式为NO-2e-+O2-=NO2
【小问3详解】
①根据图示可知b点反应达到平衡,b处v逆=v正,a点未达到平衡,而在达到平衡前反应正向进行,v正>v逆,因此从a到b的过程中v正逐渐减小,v逆逐渐增大直至两者相等,因此a处v正>b处v逆。②平衡后往密闭容器中充入氦气,化学平衡不移动,但是气体的总物质的量增大,因此CO2的体积分数减小,故CO2的体积分数<50%。③
A.物质的反应速率之比等于化学计量数之比,则v正(CO)= v正(NO)=v逆(NO),反应达到平衡,A正确;
B.恒容密闭容器中混合气体密度始终不变,无法判断是否达到平衡,B错误;
C.该反应为气体体积减小的反应,随着反应进行,压强逐渐减小,压强不变说明反应达到平衡,C正确;
D.根据质量守恒定律,恒温恒容密闭容器中气体的质量始终不变,D错误;
故答案选AC。
16. 完成下列问题。
(1)键线式:表示的分子式为________;该物质用系统命名法命名________。
(2)丙烯是石油化工的重要原料,一定条件下可发生下列转化:
已知:
①丙烯能发生加聚反应,产物的结构简式为________。
②写出B的结构简式________。
③写出G与足量乙醇反应生成H的化学方程式____________________。
④设计以丙烯和乙醇为原料制备的合成路线________。(无机试剂任用,合成路线示例见本题题干)
【答案】(1) ①. ②. 4-甲基-2-戊烯
(2) ①. ②. ③. +2CH3CH2OH+2H2O ④.
【解析】
【分析】丙烯的转化过程,A(丙烯)与HBr发生加成反应生成B,则B的结构简式为;B与KCN反应生成C,B中溴原子被取代;根据已知反应,C在酸性条件下水解生成D,C中的转变为,D的结构简式为;D与在催化剂作用下生成;与B→C的过程类似,该物质与KCN反应生成F,则F的结构简式为;与C→D的过程类似,F在酸性条件下水解生成G,G的结构简式为;G与足量乙醇在浓硫酸催化、加热条件下发生酯化反应生成H,则H的结构简式为。
【小问1详解】
键线式中拐点、端点代表碳原子,该物质共6个碳原子,含1个碳碳双键,属于单烯烃,单烯烃的通式为,故氢原子数为,分子式为;
选含双键的最长碳链为主链,从靠近双键的一端编号,双键从2号碳开始,4号碳连1个甲基,因此命名为4-甲基-2-戊烯。
【小问2详解】
① 丙烯的碳碳双键打开发生加聚,甲基作为支链连在链节的一个碳原子上,得到聚丙烯,产物的结构简式为;
②结合C的结构简式中的位置可知,HBr与丙烯加成时,氢原子加成在含氢原子较多的一端,因此B的结构简式为;
③由分析可知,G含2个羧基,与足量乙醇反应,则2个羧基全部发生酯化反应,反应式为;
④观察目标产物的结构,其中含有2个酯基,可由2个羧基与乙醇经酯化反应得到;根据题给反应,羧基可由水解得到;可通过取代溴原子引入;要得到目标产物,对应含有溴原子的化合物的结构为;而该物质可由丙烯与加成得到;故设计合成路线如下:
17. 补血剂甘氨酸亚铁[]易溶于水,难溶于乙醇。实验室用绿矾(FeSO4∙7H2O)制备甘氨酸亚铁的实验过程如下:
实验I:用绿矾配制溶液。
实验II:制备固体。
实验III:制备甘氨酸亚铁,实验装置如图所示。将实验II得到的固体和甘氨酸(H2NCH2COOH)的水溶液混合后加入三颈烧瓶中,用将三颈烧瓶中空气排净,滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤,用乙醇洗涤、干燥得到产品。
(1)实验I中配制溶液所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______(填名称)。
(2)补充实验II中制备固体的实验方案:取实验Ⅰ制备的溶液于烧杯中,_______,得固体。(须用到的试剂:溶液,蒸馏水)
(3)实验III中:
①将三颈烧瓶中空气排净的原因是_______。
②用乙醇洗涤产品的目的是_______。
③三颈烧瓶中和甘氨酸反应的化学方程式为_______。
(4)测定产品的质量分数。实验步骤如下:称量5.00g产品配制成500mL溶液,量取50.00mL于锥形瓶中,向其中逐滴加入溶液(若仅发生反应:),反应完全时消耗溶液20.00mL。计算产品中的质量分数:_______(写出计算过程)。
【答案】(1)500mL容量瓶、胶头滴管
(2)用蒸馏水将碳酸钠溶液进行稀释,再将稀释溶液缓缓倒入盛有FeSO4溶液的烧杯中
(3) ①. 避免空气中的O2将Fe2+氧化成Fe3+ ②. 减少甘氨酸亚铁的损失,提高产率 ③. 2NH2CH2COOH+FeCO3=(NH2CH2COO)2Fe+CO2↑+H2O
(4)81.6%
【解析】
【分析】由题意可知,制备甘氨酸亚铁的实验为用蒸馏水将碳酸钠溶液进行稀释,再将稀释溶液缓缓倒入盛有硫酸亚铁溶液的烧杯中制备碳酸亚铁,将制得的碳酸亚铁固体和甘氨酸的水溶液混合后加入三颈烧瓶中,用二氧化碳将三颈烧瓶中空气排净,滴入柠檬酸溶液并加热,反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤,用乙醇洗涤、干燥得到甘氨酸亚铁产品。
【小问1详解】
配制500mL0.2000mol/L硫酸亚铁溶液所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,故答案为:500mL容量瓶、胶头滴管;
【小问2详解】
由分析可知,制备碳酸亚铁时,为防止碳酸钠溶液碱性过强与硫酸亚铁溶液发生双水解反应反应生成氢氧化亚铁沉淀,应用蒸馏水稀释碳酸钠溶液,然后将稀释溶液缓缓倒入硫酸亚铁溶液中制得碳酸亚铁,故答案为:用蒸馏水将碳酸钠溶液进行稀释,再将稀释溶液缓缓倒入盛有FeSO4溶液的烧杯中;
【小问3详解】
①亚铁离子具有还原性,易被空气中的氧气氧化为铁离子,所以实验III中要通入二氧化碳将三颈烧瓶中空气排净防止亚铁离子被氧化,故答案为:避免空气中的O2将Fe2+氧化成Fe3+;
②由题给信息可知,甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,所以用乙醇洗涤甘氨酸亚铁能够减少甘氨酸亚铁因溶解而造成损失,提高甘氨酸亚铁的产率,故答案为:减少甘氨酸亚铁的损失,提高产率;
③三颈烧瓶中发生的反应为碳酸亚铁和甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2NH2CH2COOH+FeCO3=(NH2CH2COO)2Fe+CO2↑+H2O,反应的化学方程式为2NH2CH2COOH+FeCO3=(NH2CH2COO)2Fe+CO2↑+H2O,故答案为:2NH2CH2COOH+FeCO3=(NH2CH2COO)2Fe+CO2↑+H2O;
【小问4详解】
由题给方程式可得如下转化关系:(NH2CH2COO)2Fe—Ce(SO4)2,由滴定消耗20.00mL0.1000mol/L Ce(SO4)2溶液可知,5.00g产品中甘氨酸亚铁的质量分数为×100%=81.6%,故答案为:81.6%。
18. 环境保护是化学的重要任务,请完成下列问题。
(1)采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气(含、、NO)可获得含、、的副产品,工业流程如图1所示。
①反应釜I采用“气-液逆流”接触吸收法(如图2),其优点是___________
②反应釜Ⅱ中转化为反应的化学方程式为___________。
(2)烟气(主要污染物、)对人类生活环境造成很大的污染。工业上采取氧化、还原等方法将之除去,以达到净化目的。
①烟气经预处理后用碱液吸收,可减少其中、的含量。已知NO可被氧化为、,用NaOH溶液吸收若只生成一种盐,该盐的化学式为___________。
②尿素在高温条件下与NO反应转化成三种无毒气体,该反应的化学方程式为___________
(3)工业上氮的氧化物通常是用碱性溶液吸收。
①用溶液吸收硝酸工业尾气中的,生成等物质的量的两种钠盐(其中一种为)及一种气体,反应的离子方程式为___________。
②NaOH溶液浓度越大黏稠度越高,用不同浓度的NaOH溶液吸收(混有NO)含量不同的工业尾气,氮氧化物的吸收率随NaOH溶液浓度的变化如题图3所示,曲线Ⅱ表示NO的物质的量___________(填“大于”“小于”或“等于”)物质的量。当NaOH溶液浓度高于后,氮氧化物的吸收率随NaOH溶液浓度的升高而降低的原因是___________
【答案】(1) ①. 使气体和石灰乳充分接触,提高气体的吸收效率 ②. 2NO2+CaSO3+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O
(2) ①. NaNO2 ②. 2CO(NH2)2+6NO5N2+2CO2+4H2O
(3) ①. 2NO2+CO2= ++CO2 ②. 大于 ③. NaOH溶液浓度越大,黏稠度越高,当NaOH溶液浓度高于0.5mol/L后,黏稠度越来越高,对氮氧化物的吸收率下降
【解析】
【分析】由流程图可知,工业烟气中的CO2、SO2可与石灰水反应CaCO3、CaSO3,NO是不成盐氧化物,不能与石灰水反应,从反应釜I中排出;排出的NO在预处理器中与氧气反应生成NO2,反应生成的NO2通入反应釜Ⅱ中,与反应釜|中流入的CaSO3、Ca(OH)2反应生成硫酸钙、亚硝酸钙和水;
【小问1详解】
①反应釜|采用“气一液逆流”接触吸收法可以增大工业烟气和石灰乳的接触面积,使烟气中CO2、SO2与石灰水充分反应,提高气体的吸收效率,故答案为:使气体和石灰乳充分接触,提高气体的吸收效率;
②由反应釜I中CaSO3转化为CaSO4可知,NO2与反应釜|中流入的CaSO3、Ca(OH)2反应生成硫酸钙、亚硝酸钙和水,反应的化学方程式为2NO2+CaSO3+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O,故答案为: 2NO2+CaSO3+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O;
【小问2详解】
①NO被O3氧化为NO2后,NO2和NO在氢氧化钠溶液中发生归中反应生成NaNO2和水,故答案为: NaNO2;
②由题意可知,在高温条件下尿素与NO反应生成氮气、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2CO(NH2)2+6NO5N2+2CO2+4H2O,故答案为2CO(NH2)2+6NO5N2+2CO2+4H2O;
【小问3详解】
①用碳酸钠溶液吸收二氧化氮,生成等物质的量的硝酸钠、亚硝酸钠和一种气体,推知该气体为二氧化碳,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为2NO2+CO2= ++CO2;
②NaOH溶液与NO、NO2反应的化学方程式为2NaOH+NO+NO2= 2NaNO2+H2O,当n( NO)=n(NO2)时,气体刚好能被充分吸收,当n( NO2) <n(NO)时,NO不能被NaOH溶液吸收,氮氧化物的吸收率降低,因此曲线Ⅱ表示NO的物质的量大于NO2的物质的量;NaOH溶液浓度越大,黏稠度越高,当NaOH溶液浓度高于0.5mol/L后,黏稠度越来越高,对氮氧化物的吸收率下降。
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