内容正文:
高2024级高二上学期1月月考化学试卷
(考试时间75分钟,满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、班级、考场/座位号在答题卡上填写清楚。并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 P-31 S-32 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Ce-140
一、单项选择题(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. 化学与生活生产息息相关。下列叙述错误的是
A. 使用含氟牙膏是目前应用最广泛的预防龋齿的措施
B. 清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
C. 苯甲酸及其钠盐可用作食品防腐剂
D. 聚丙烯是高分子材料,可用作吸水剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.含氟牙膏中的可与牙齿表面的羟基磷灰石反应生成更耐酸腐蚀的氟磷灰石,是目前应用广泛的预防龋齿措施,A正确;
B.铁锅生锈主要发生吸氧腐蚀,需要水、共同参与,清洗后擦干可除去表面水膜,减缓吸氧腐蚀速率,B正确;
C.苯甲酸及其钠盐是符合安全标准的常用食品防腐剂,在规定用量内可用于食品防腐,C正确;
D.聚丙烯属于聚烯烃类高分子,不含亲水基团,疏水性强,不能用作吸水剂,D错误;
故选D。
2. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
A. 常温下,铝制容器盛装浓硝酸时发生钝化
B. 工业制硫酸中,SO2催化氧化时通入过量空气提高平衡产率
C. 将氨气液化分离以提高合成氨反应的平衡产率
D. 实验室用排饱和食盐水法收集氯气
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下铝制容器盛装浓硝酸发生钝化,是浓硝酸的强氧化性使表面生成致密氧化膜阻止反应继续进行,该过程不涉及可逆反应的平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A符合题意;
B.催化氧化的反应为,通入过量空气增大浓度,平衡正向移动,可提高的平衡转化率,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.合成氨反应为,将氨气液化分离会减小生成物的浓度,平衡正向移动,提高合成氨的平衡产率,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.氯气与水存在可逆反应,饱和食盐水中浓度较高,使平衡逆向移动,降低的溶解度,可用排饱和食盐水法收集氯气,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故答案选A。
3. 下列化学用语表达正确的是
A. 反-1,2-二氟乙烯的结构式:
B. Cl的原子结构示意图:
C. 制备聚乙炔:
D. 用电子式表示CsCl的形成过程:
【答案】C
【解析】
【详解】A.该结构中两个F原子位于碳碳双键的同侧,是顺-1,2-二氟乙烯,不是反式结构,A错误;
B.Cl原子的核外最外层电子数为7,该示意图最外层电子数为8,是的结构示意图,B错误;
C.乙炔发生加聚反应时,碳碳三键断裂变为双键,生成聚乙炔,反应表达式正确,C正确;
D.CsCl是离子化合物,形成过程中失电子变为,得电子变为,最终产物的电子式应为,但题中产物未标注为离子,D错误;
故选C。
4. 下列用于解释事实的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A. 向污水中通入H2S气体以除去重金属离子Hg2+:Hg2++S2−=HgS↓
B. 用Na2CO3溶液清洗油污的原理:2H2O+H2CO3+2OH−
C. 用乙醇处理废弃的Na:2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑
D. 泡沫灭火器工作原理:2Al3++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
【答案】C
【解析】
【详解】A.是弱电解质,在离子方程式中不能拆写为,正确离子方程式为,A错误;
B.的水解为分步进行,以第一步水解为主,正确离子方程式为,B错误;
C.用乙醇处理废弃的Na,乙醇是非电解质,钠是单质,不是离子反应。离子反应指有离子参加的反应,一般是电解质在水溶液中或熔融状态下发生的反应,该反应是乙醇羟基中的氢原子被钠原子取代,反应的化学方程式书写正确,C正确;
D.泡沫灭火器的试剂为硫酸铝和碳酸氢钠,利用和的双水解反应,正确离子方程式为,D错误;
故答案选C。
5. 苦水玫瑰是中国国家地理标志产品,可从中提取高品质的玫瑰精油。玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列说法错误的是
A. 该分子含1个手性碳原子 B. 该分子所有碳原子共平面
C. 该物质可发生消去反应 D. 该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.该分子含1个手性碳原子,如图所示 ,A项正确;
B.该分子中存在多个sp3杂化的碳原子,故该分子所在的碳原子不全部共平面,B项错误;
C.该物质含有醇羟基,且与羟基的β-碳原子上有氢原子,故该物质可以发生消去反应,C项正确;
D.该物质含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确;
故选B。
6. 虫蚁叮咬时所分泌的蚁酸,会引起肿痛。医用双氧水既可消毒,又可将蚁酸氧化,氧化原理为。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 含非极性共价键的数目为
B. 的溶液中,的数目为
C. 反应,转移的电子数目为
D. 反应,标准状况下生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2O2分子中含有一个O-O非极性共价键,0.1mol H2O2含非极性键数目为0.1NA,A正确;
B.pH=1的HCOOH溶液中,H+浓度为0.1mol/L,但未提供溶液体积,无法确定H+数目,B错误;
C.H2O2作为氧化剂被还原,1mol H2O2分子转移2mol电子,0.1mol H2O2转移0.2NA电子,C错误;
D.反应生成的H2O在标准状况下为液态,不能用气体摩尔体积计算体积,D错误;
故选A。
7. 常温下,下列各组离子在相应条件下可能大量共存的是
A. 在的溶液中:、、、
B. 遇甲基橙变红色的溶液中:、、、
C. 加水稀释pH增大的溶液:、、、
D. 水电离的的溶液中:、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.在的溶液中,该比值大于1,溶液呈碱性(pH=10),在碱性条件下会生成沉淀,A不符合题意;
B.遇甲基橙变红色的溶液为强酸性溶液,和在酸性条件下发生氧化还原反应,不能大量共存,B不符合题意;
C.加水稀释pH增大的溶液是酸性溶液,在酸性条件下会与反应生成和,不能大量共存,且铝离子和碳酸根离子在溶液中水解相互促进,不能大量共存,C不符合题意;
D.水电离的的溶液可能是强酸性(pH=1)或强碱性(pH=13),若为强酸性,、、、可大量共存;若为强碱性,不能大量共存,但题目要求“可能”大量共存,因此在酸性条件下可以,D符合题意;
故答案选D。
8. 下列实验装置使用正确的是
A.实验室制取氨气
B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯
D.实验室制备溴乙烷
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气,氨气密度小于空气,利用向下排空气法收集,图中收集装置不合理,故A错误;
B.实验室制取氯气,尾气应该选取氢氧化钠溶液,故B错误;
C.酯化反应装置中,吸收乙酸乙酯的导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面以下,以免发生倒吸,故C正确;
D.实验室制备溴乙烷,冷凝管的进水方向错误,应该是下进上出,故D错误;
答案选C。
9. 原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W。X、Z同族,Y、W同族,Y与W的电子总数是X与Z的电子总数2倍。Z的最高价氧化物对应的水化物碱性在同周期元素中最强。下列说法错误的是
A. 原子半径:Z>W>Y>X B. 非金属性:Y>W>X
C. X、Y、Z形成的化合物中只含离子键 D. ZXWY4能抑制水的电离
【答案】C
【解析】
【详解】X、Y、Z、W为短周期主族元素,Z的最高价氧化物对应的水化物碱性在同周期元素中最强,可推出Z元素为Na元素,X、Z同族,则X为H,Y与W的电子总数是X与Z的电子总数2倍,则Y元素为O,W元素为S。
A.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,因此原子半径:,A正确;
B.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,且S的非金属性强于H,因此非金属性:,B正确;
C.X、Y、Z可形成化合物,中钠离子与氢氧根离子之间存在离子键,中O与H之间存在共价键,并非只含离子键,C错误;
D.为,在水溶液中电离出,使溶液中增大,水的电离平衡逆向移动,可抑制水的电离,D正确;
故答案选C。
10. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
无色溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
溶液中含有
B
向2mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液滴加5滴6mol/LH2SO4溶液,橙色加深
平衡向生成方向移动
C
乙醇和浓硫酸共热至170℃,产生的气体使酸性高锰酸钾溶液褪色
该气体是乙烯
D
用pH试纸测得NaHCO3溶液的pH约为9,CH3COONa溶液的pH约为10
CH3COOH酸性强于H2CO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.滴加溶液产生白色沉淀,可能由、或等引起,无法直接确定含,故A错误;
B.向溶液中加,根据平衡,增加使平衡左移,浓度增大,橙色加深,故B正确;
C.乙醇与浓硫酸共热至170℃生成气体使酸性高锰酸钾褪色,可能含乙烯或(浓硫酸氧化副产物),无法确定气体仅为乙烯,故C错误;
D.的pH(约10)高于(约9),说明水解程度更大,对应酸性弱于,实验现象与结论矛盾,故D错误;
故选B。
11. 一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是
A. 电源a极为负极
B. 反应中的物质的量不断减少
C. 总反应为
D. “反应Ⅱ”为
【答案】C
【解析】
【分析】根据图中信息可知,电合成装置左边电极发生氧化反应,右边电极发生还原反应,即可判断电源a极为正极、电源b极为负极,据此解答。
【详解】A.由分析可知,电源a极为正极,A错误;
B.从整个反应过程来看,在电极a转化为Br2后,又经反应I、Ⅱ等量产生(反应I为:),故的物质的量未发生变化,B错误;
C.以整个电解池为研究对象,反应物为C2H4、CO2和H2O,生成物为C3H4O3和H2,总反应为,C正确;
D.“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH,生成物为C3H4O3和,题干中“无膜”及图中阴极产生OH-可知,“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行,故“反应Ⅱ”应为,D错误;
故选C。
12. 处理某酸浸液(主要含)的部分流程如下:
下列说法正确的是
A. “沉铜”过程中发生反应的离子方程式:
B. “碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,沉淀越完全
C. “氧化”过程中铁元素化合价降低
D. “沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质
【答案】D
【解析】
【分析】酸浸液(主要含)加入铁粉“沉铜”,置换出Cu单质,溶液加入NaOH碱浸,过滤得到Al(OH)3沉淀,滤液加入H2O2,把Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀,在经过多步操作,最后加入Na2CO3,得到Li2CO3沉淀。
【详解】A.“沉铜”过程中铁置换出铜单质,发生反应的离子方程式:,A错误;
B.Al(OH)3是两性氢氧化物,NaOH过量,则Al(OH)3会溶解,B错误;
C.“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+,铁元素化合价升高,C错误;
D.加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀,利用了的溶解度比小的性质,D正确;
答案选D。
13. 化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物,该反应的主要途径如下:
下列说法不正确的是
A. 为该反应的催化剂 B. 化合物A的一溴代物有7种
C. 步骤Ⅲ,苯基迁移能力强于甲基 D. 化合物E可发生氧化、加成和取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知H+参与了反应,反应前后不变,因此H+是反应的催化剂,A正确;
B.化合物A的一溴代物有6种,分别是:、、、、、,B错误;
C.步骤III可知C转化到D,苯基发生了迁移,甲基没有迁移,说明苯基的迁移能力强于甲基,C正确;
D.化合物E中有酚羟基可以发生氧化反应,苯环可以发生加成反应和取代反应,D正确;
答案选B。
14. 苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A. 曲线①是H2A的分布系数曲线
B. H2A的
C. 反应的平衡常数
D. pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
【答案】C
【解析】
【分析】存在电离平衡:,,随升高,的分布系数减小,为曲线①,的分布系数先增大后减小,为曲线②,的分布系数增大,为曲线③;根据图示,时,时,,同理:。
【详解】A.由分析可知,随着pH升高,的分布系数逐渐减小,故①为的分布系数曲线,A正确;
B.由分析可知,时,,即,,B正确;
C.反应的平衡常数,C错误;
D.pH=6时,由图像可知,分布系数大于,分布系数极小,故,D正确;
故选C。
二、填空题(本题共4小题,共58分)
15. 滴定是一种重要的定量实验方法。
Ⅰ.常温下,某同学向锥形瓶中加入20 mL 0.1000 mol/L HA溶液,滴入几滴酚酞后,用碱式滴定管向其中滴加0.1000mol/L NaOH溶液,滴加NaOH溶液过程中溶液的pH变化如图所示(忽略混合后溶液体积的变化):
请回答下列问题:
(1)若A点的pH=2.8,则Ka(HA)的数量级为______________。
(2)写出B点溶液中离子浓度大小关系:_________________________________。
(3)若D点的pH为9,则该点溶液中由水电离出的c(H+)=____________。
Ⅱ.现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋中醋酸的浓度。
(4)①滴定前需配制200mL0.1000mol/L的NaOH标准液,则需要玻璃仪器有:烧杯、胶头滴管、玻璃棒、____________。
②如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为__________mL。
(5)实验步骤:
①量取10.00mL市售白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100mL容量瓶中定容,摇匀得待测白醋溶液。
②用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴酚酞作指示剂。
③读取盛装溶液的碱式滴定管的初始读数。
④滴定,当____________时,停止滴定,并记录NaOH溶液的最终读数。
⑤重复②、③、④步骤3次。
数据记录如下:
滴定次数实验数据(mL)
1
2
3
4
V(样品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V (NaOH)(消耗)
15.95
15.00
15.05
14.95
步骤④中的操作是____________________________。
(6)数据处理:4组实验数据中应该舍弃的一组为________(填1、2、3或4);根据实验数据计算,可得市售白醋中醋酸的浓度为________。
(7)误差分析:在本实验的滴定过程中,下列操作会使实验结果偏大的是________(填序号)。
A. 碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗
B. 锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
C. 锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加入少量水
D. 碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后消失
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) ①.
250 mL容量瓶 ②.
22.60 (5)
滴入最后半滴NaOH溶液,溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不褪色
(6) ①.
1 ②.
0.75 (7)AD
【解析】
【小问1详解】
A点为未滴加NaOH的 HA溶液,,则。忽略水电离,。,故其数量级为。
【小问2详解】
B点加入 NaOH溶液,反应后溶质为等物质的量的HA和NaA,此时溶液,呈酸性,说明HA的电离程度大于的水解程度,故,且,溶液中离子浓度大小关系为。
【小问3详解】
D点加入 NaOH溶液,恰好完全反应生成NaA,NaA是强碱弱酸盐,水解促进水的电离,溶液中的全部由水电离产生,D点,则,,由水电离出的。
【小问4详解】
①配制溶液,实验室没有规格的容量瓶,必须选用容量瓶;
②滴定管刻度自上而下增大,且精确到,图中液面最低处在处,读数为。
【小问5详解】
用NaOH滴定白醋,酚酞作指示剂,终点时溶液由酸性变为微碱性,现象为滴入最后半滴NaOH溶液,溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不褪色。
【小问6详解】
第1组数据与其他三组偏差较大,属于异常数据,应舍弃;后三组消耗NaOH溶液体积的平均值为,稀释后白醋的浓度,原市售白醋稀释了10倍,故其浓度为。
【小问7详解】
A.碱式滴定管未用标准液润洗,导致标准液被稀释,消耗体积偏大,测定结果偏大;
B.锥形瓶有液体溅出,待测液减少,消耗标准液体积偏小,测定结果偏小;
C.锥形瓶中加水不影响待测液的物质的量,对结果无影响;
D.滴定前有气泡、滴定后消失,导致读取的标准液体积偏大,测定结果偏大;
故答案选AD。
16. 稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途,硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]是重要化工原料,它易溶于水和乙醇,几乎不溶于浓硝酸。以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)为原料制备硝酸铈铵流程如下:
(1)焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式为__________________________________________。
(2)下列说法不正确的是_________。
A. “焙烧”中常采用高压空气、逆流操作
B. 酸浸过程中用稀硫酸和H2O2,氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1
C. 洗涤产品的试剂是乙醇
D. 制得(NH4)2Ce(NO3)6晶体应洗涤后及时放入烘箱高温烘干
(3)由Ce(OH)3制取Ce(OH)4的装置如下图所示:
①装置a中仪器X的名称是__________,烧瓶中盛放的固体Y为_________(填化学式);
②装置c的作用为______________________________________________________;
③将装置b中的反应混合物过滤、洗涤,能说明沉淀已洗涤干净的实验方法是___________________________________________。
(4)“转化”中H2[Ce(NO3)6]与NH4NO3发生反应的化学方程式为_____________________________________。
(5)硝酸高铈铵纯度测定。取w g烘干后的样品,溶于水配成500mL待测溶液,取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入足量酸性KI溶液,滴入2~3滴淀粉溶液;用0.1mol/L Na2S2O3溶液进行滴定,记录读数。重复实验后,平均消耗Na2S2O3溶液的体积为VmL。已知发生的反应为I2+2=+2I-。产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为_____________。
【答案】(1) (2)CD
(3) ①. 恒压滴液漏斗 ②. (或) ③. 吸收未反应的尾气氯气,防止污染空气 ④. 取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加几滴硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已洗涤干净
(4)
(5)
【解析】
【分析】 首先工业流程部分以主要成分为的氟碳铈矿为起始原料,经焙烧反应得到、的混合物,后续经酸浸将铈元素转化为溶液,加入溶液析出沉淀,再将氧化得到;加入硝酸加热浆化得到,加入硝酸铵经转化反应后,依次经过滤、洗涤、烘干得到目标产物硝酸铈铵。
【小问1详解】
焙烧时被空气中的氧化,为+3价,反应后转化为+4价的和,根据、元素守恒配平产物,结合氧化还原电子守恒补平和的系数,得化学方程式:;
【小问2详解】
A.焙烧通入高压空气可增大浓度,逆流操作能增大矿石与空气的接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分,A正确;
B.酸浸时中+4价被还原为,作为还原剂被氧化为,根据电子守恒:1mol氧化剂得1mol,1mol还原剂失2mol,故氧化剂与还原剂物质的量之比为,B正确;
C.硝酸铈铵易溶于水和乙醇,几乎不溶于浓硝酸,若用乙醇洗涤会造成产品溶解损失,应选用浓硝酸作洗涤剂,C错误;
D.硝酸铈铵为铵盐硝酸盐,高温烘干会导致硝酸铈铵受热分解,不能用高温烘干,D错误;
故选CD。
【小问3详解】
①仪器 X 是用于滴加液体的,且有平衡气压的侧管,这是恒压滴液漏斗;装置a是制备氯气的发生装置,固体Y与浓盐酸反应生成,常见的实验室制氯气固体是或,不需要加热。如果是则需要加热,图中没有酒精灯,所以 Y 应该是;
②是有毒尾气,用溶液可吸收避免污染;
③沉淀表面会吸附溶液中的,通过检验洗涤液中是否存在即可判断是否洗净,故能说明沉淀已洗涤干净的实验方法是取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加几滴硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已洗涤干净;
【小问4详解】
反应物为和,根据元素守恒,交换阳离子后生成目标产物硝酸铈铵和,该反应的化学方程式为:;
【小问5详解】
滴定过程中+4价Ce将氧化为,可得关系式:,即。25mL待测液中,500mL溶液中对应产品的物质的量为,样品中的质量 ,质量分数 。
17. 我国提出2060年前实现碳中和,以CO2为原料制备甲烷、甲醇等有机燃料是实现碳中和的有效途径。回答下列问题:
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①_______。
②某温度下,H2还原CO2的转化率和选择性与A、B、C、D四种催化剂的关系如图所示。(已知:CH4的选择性)
该条件下,制取CH4效果最佳的催化剂是___________(填字母)。
③平衡时和的选择性随温度变化如下图所示:
平衡时的选择性随温度升高而下降的原因是________________________________________________,同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为________________________。
A.低温、低压 B.高温、高压 C.高温、低压 D.低温、高压
(2)与反应可以合成甲醇。
①某温度下,恒容反应器中,该合成甲醇的反应达到平衡状态的是_______。
A. B.混合气体的平均摩尔质量不变
C.混合气体的密度不变 D.保持不变
②某温度下,将和充入体积不变的密闭容器中,发生上述合成甲醇的反应,测得不同时刻反应后容器内气体的物质的量如下:
时间h
1
2
3
4
5
物质的量/
3.68
3.40
3.16
3.00
3.00
该温度下,上述合成甲醇反应的平衡常数_________(保留2位小数),反应时,甲醇的产率=______。
【答案】(1) ①. +198 ②. C ③. 主反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动 ④. D
(2) ①. BD ②. 0.59 ③. 30%
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,将副反应-主反应即可得到目标反应方程式,因此
②由图可知,在催化剂C的条件下,的转化率最高,且生成的选择性也最高,因此制取效果最佳的催化剂是C。
③由方程式可知,主反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以平衡时甲烷的选择性随温度升高而下降;主反应是气体体积减小的反应,副反应是气体体积不变的吸热反应,降低温度,主反应向正反应方向移动、副反应向逆反应方向移动;增大压强,主反应向正反应方向移动、副反应不移动,所以能同时提高二氧化碳的平衡转化率和平衡时甲烷的选择性的条件为低温、高压,故选D
【小问2详解】
①A.不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故A不符合题意;
B.由质量守恒定律可知,反应前后气体的总质量相等,该反应是气体体积减小的反应,反应中混合气体的平均摩尔质量增大,则混合气体的平均摩尔质量不变,说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故B符合题意;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故C不符合题意;
D.保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D符合题意;
故选BD;
②由表格数据可知,4h时反应达到平衡,气体总物质的量为。设平衡时生成甲醇的物质的量为,列三段式: 平衡时总物质的量为 ,解得 。容器体积为,平衡时各物质的浓度分别为:,,,。平衡常数 ;
反应2h时,气体总物质的量为,则 ,解得 。理论上完全反应生成,故甲醇的产率为 。
18. 铃木反应在有机合成中的用途很广,某课题组利用该反应合成了具有广泛生物活性的天然抗氧化剂白藜芦醇。以下是合成路线。
已知:
铃木反应:
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称为___________。
(2)A→B的反应类型为___________。
(3)写出D到E的反应方程式___________。
(4)写出满足下列条件的B的同分异构体的结构简式___________。
①分子中含有苯环;②能使FeCl3溶液显色;③能发生银镜反应和水解反应;④核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为6:2:1:1。
(5)反应A到B的目的是___________。
(6)研究小组探究了不同溶剂情况下铃木反应的产率,结果如下表:
溶剂
碱
产率
乙醇/水
KOH
83.9%
N、N-二甲基甲酰胺/水
KOH
79%
水
KOH
15%
用水做溶剂时产率较低的主要原因是___________。
(7)以和为主要有机原料(无机试剂任选),设计的合成路线___________。
【答案】(1)醛基、羟基
(2)取代反应 (3)++Br-B(OH)2
(4)、 (5)保护酚羟基
(6)化合物D很难溶于水
(7)
【解析】
【分析】本题为有机推断与合成,结合合成路线分析,反应物在亚硝酸钠和硫酸的作用下反应将氨基取代变为酚羟基形成物质A,A 与碘甲烷在碳酸钾作用下发生取代反应变成甲氧基形成物质B,B中的醛基与四溴化碳发生反应生成依次生成一溴代物D,D通过信息铃木反应发生取代引入苯环基团形成物质E,最后再进行酚羟基的复原得到产物。
【小问1详解】
根据A的结构简式,A中的官能团有醛基、酚羟基,故答案为:醛基、羟基;
【小问2详解】
对比A和B的结构简式,CH3I中的-CH3取代了酚羟基上的氢的位置,该反应类型为取代反应,故答案为:取代反应;
【小问3详解】
结合已知信息铃木反应可知,D生成E是利用了该反应信息,R2基团取代了卤素原子-X的位置,故发生的反应方程式为:++Br-B(OH)2;
【小问4详解】
B的分子式为C9H10O3,结合题目信息含有苯环,能使FeCl3溶液显色说明有酚羟基(直接与苯环相连),能发生银镜反应和水解反应说明含有甲酸酯基,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为6:2:1:1,说明2个甲基 ,故能形成的两种结构分别为:
、;
【小问5详解】
由(2)问可知A与CH3I在碳酸钾作用下发生取代反应生成B和HI,由A和F都含有酚羟基可知,A→B的目的是保护酚羟基,故答案为:保护酚羟基;
【小问6详解】
通过分析表格数据,只有水作溶剂时产率很低,只能达到15%,但在水中加入有机溶剂乙醇或N、N-二甲基甲酰胺,产率明显提升,说明反应物更易溶于有机物,在水中溶解度不大,故答案为:化合物D很难溶于水;
【小问7详解】
结合流程可知可利用铃木反应将两个苯环相连,现在得到产物就需要将硝基转变成甲氧基,故先将硝基还原为氨基,再利用题目流程得到甲氧基,故合成路线为:。
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高2024级高二上学期1月月考化学试卷
(考试时间75分钟,满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、班级、考场/座位号在答题卡上填写清楚。并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 P-31 S-32 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Ce-140
一、单项选择题(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. 化学与生活生产息息相关。下列叙述错误的是
A. 使用含氟牙膏是目前应用最广泛的预防龋齿的措施
B. 清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
C. 苯甲酸及其钠盐可用作食品防腐剂
D. 聚丙烯是高分子材料,可用作吸水剂
2. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
A. 常温下,铝制容器盛装浓硝酸时发生钝化
B. 工业制硫酸中,SO2催化氧化时通入过量空气提高平衡产率
C. 将氨气液化分离以提高合成氨反应的平衡产率
D. 实验室用排饱和食盐水法收集氯气
3. 下列化学用语表达正确的是
A. 反-1,2-二氟乙烯的结构式:
B. Cl的原子结构示意图:
C. 制备聚乙炔:
D. 用电子式表示CsCl的形成过程:
4. 下列用于解释事实的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A. 向污水中通入H2S气体以除去重金属离子Hg2+:Hg2++S2−=HgS↓
B. 用Na2CO3溶液清洗油污的原理:2H2O+H2CO3+2OH−
C. 用乙醇处理废弃的Na:2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑
D. 泡沫灭火器工作原理:2Al3++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
5. 苦水玫瑰是中国国家地理标志产品,可从中提取高品质的玫瑰精油。玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列说法错误的是
A. 该分子含1个手性碳原子 B. 该分子所有碳原子共平面
C. 该物质可发生消去反应 D. 该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
6. 虫蚁叮咬时所分泌的蚁酸,会引起肿痛。医用双氧水既可消毒,又可将蚁酸氧化,氧化原理为。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 含非极性共价键的数目为
B. 的溶液中,的数目为
C. 反应,转移的电子数目为
D. 反应,标准状况下生成
7. 常温下,下列各组离子在相应条件下可能大量共存的是
A. 在的溶液中:、、、
B. 遇甲基橙变红色的溶液中:、、、
C. 加水稀释pH增大的溶液:、、、
D. 水电离的的溶液中:、、、
8. 下列实验装置使用正确的是
A.实验室制取氨气
B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯
D.实验室制备溴乙烷
A. A B. B C. C D. D
9. 原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W。X、Z同族,Y、W同族,Y与W的电子总数是X与Z的电子总数2倍。Z的最高价氧化物对应的水化物碱性在同周期元素中最强。下列说法错误的是
A. 原子半径:Z>W>Y>X B. 非金属性:Y>W>X
C. X、Y、Z形成的化合物中只含离子键 D. ZXWY4能抑制水的电离
10. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
无色溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
溶液中含有
B
向2mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液滴加5滴6mol/LH2SO4溶液,橙色加深
平衡向生成方向移动
C
乙醇和浓硫酸共热至170℃,产生的气体使酸性高锰酸钾溶液褪色
该气体是乙烯
D
用pH试纸测得NaHCO3溶液的pH约为9,CH3COONa溶液的pH约为10
CH3COOH酸性强于H2CO3
A. A B. B C. C D. D
11. 一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是
A. 电源a极为负极
B. 反应中的物质的量不断减少
C. 总反应为
D. “反应Ⅱ”为
12. 处理某酸浸液(主要含)的部分流程如下:
下列说法正确的是
A. “沉铜”过程中发生反应的离子方程式:
B. “碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,沉淀越完全
C. “氧化”过程中铁元素化合价降低
D. “沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质
13. 化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物,该反应的主要途径如下:
下列说法不正确的是
A. 为该反应的催化剂 B. 化合物A的一溴代物有7种
C. 步骤Ⅲ,苯基迁移能力强于甲基 D. 化合物E可发生氧化、加成和取代反应
14. 苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A. 曲线①是H2A的分布系数曲线
B. H2A的
C. 反应的平衡常数
D. pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
二、填空题(本题共4小题,共58分)
15. 滴定是一种重要的定量实验方法。
Ⅰ.常温下,某同学向锥形瓶中加入20 mL 0.1000 mol/L HA溶液,滴入几滴酚酞后,用碱式滴定管向其中滴加0.1000mol/L NaOH溶液,滴加NaOH溶液过程中溶液的pH变化如图所示(忽略混合后溶液体积的变化):
请回答下列问题:
(1)若A点的pH=2.8,则Ka(HA)的数量级为______________。
(2)写出B点溶液中离子浓度大小关系:_________________________________。
(3)若D点的pH为9,则该点溶液中由水电离出的c(H+)=____________。
Ⅱ.现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋中醋酸的浓度。
(4)①滴定前需配制200mL0.1000mol/L的NaOH标准液,则需要玻璃仪器有:烧杯、胶头滴管、玻璃棒、____________。
②如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为__________mL。
(5)实验步骤:
①量取10.00mL市售白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100mL容量瓶中定容,摇匀得待测白醋溶液。
②用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴酚酞作指示剂。
③读取盛装溶液的碱式滴定管的初始读数。
④滴定,当____________时,停止滴定,并记录NaOH溶液的最终读数。
⑤重复②、③、④步骤3次。
数据记录如下:
滴定次数实验数据(mL)
1
2
3
4
V(样品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V (NaOH)(消耗)
15.95
15.00
15.05
14.95
步骤④中的操作是____________________________。
(6)数据处理:4组实验数据中应该舍弃的一组为________(填1、2、3或4);根据实验数据计算,可得市售白醋中醋酸的浓度为________。
(7)误差分析:在本实验的滴定过程中,下列操作会使实验结果偏大的是________(填序号)。
A. 碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗
B. 锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
C. 锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加入少量水
D. 碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后消失
16. 稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途,硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]是重要化工原料,它易溶于水和乙醇,几乎不溶于浓硝酸。以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)为原料制备硝酸铈铵流程如下:
(1)焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式为__________________________________________。
(2)下列说法不正确的是_________。
A. “焙烧”中常采用高压空气、逆流操作
B. 酸浸过程中用稀硫酸和H2O2,氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1
C. 洗涤产品的试剂是乙醇
D. 制得(NH4)2Ce(NO3)6晶体应洗涤后及时放入烘箱高温烘干
(3)由Ce(OH)3制取Ce(OH)4的装置如下图所示:
①装置a中仪器X的名称是__________,烧瓶中盛放的固体Y为_________(填化学式);
②装置c的作用为______________________________________________________;
③将装置b中的反应混合物过滤、洗涤,能说明沉淀已洗涤干净的实验方法是___________________________________________。
(4)“转化”中H2[Ce(NO3)6]与NH4NO3发生反应的化学方程式为_____________________________________。
(5)硝酸高铈铵纯度测定。取w g烘干后的样品,溶于水配成500mL待测溶液,取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入足量酸性KI溶液,滴入2~3滴淀粉溶液;用0.1mol/L Na2S2O3溶液进行滴定,记录读数。重复实验后,平均消耗Na2S2O3溶液的体积为VmL。已知发生的反应为I2+2=+2I-。产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为_____________。
17. 我国提出2060年前实现碳中和,以CO2为原料制备甲烷、甲醇等有机燃料是实现碳中和的有效途径。回答下列问题:
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①_______。
②某温度下,H2还原CO2的转化率和选择性与A、B、C、D四种催化剂的关系如图所示。(已知:CH4的选择性)
该条件下,制取CH4效果最佳的催化剂是___________(填字母)。
③平衡时和的选择性随温度变化如下图所示:
平衡时的选择性随温度升高而下降的原因是________________________________________________,同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为________________________。
A.低温、低压 B.高温、高压 C.高温、低压 D.低温、高压
(2)与反应可以合成甲醇。
①某温度下,恒容反应器中,该合成甲醇的反应达到平衡状态的是_______。
A. B.混合气体的平均摩尔质量不变
C.混合气体的密度不变 D.保持不变
②某温度下,将和充入体积不变的密闭容器中,发生上述合成甲醇的反应,测得不同时刻反应后容器内气体的物质的量如下:
时间h
1
2
3
4
5
物质的量/
3.68
3.40
3.16
3.00
3.00
该温度下,上述合成甲醇反应的平衡常数_________(保留2位小数),反应时,甲醇的产率=______。
18. 铃木反应在有机合成中的用途很广,某课题组利用该反应合成了具有广泛生物活性的天然抗氧化剂白藜芦醇。以下是合成路线。
已知:
铃木反应:
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称为___________。
(2)A→B的反应类型为___________。
(3)写出D到E的反应方程式___________。
(4)写出满足下列条件的B的同分异构体的结构简式___________。
①分子中含有苯环;②能使FeCl3溶液显色;③能发生银镜反应和水解反应;④核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为6:2:1:1。
(5)反应A到B的目的是___________。
(6)研究小组探究了不同溶剂情况下铃木反应的产率,结果如下表:
溶剂
碱
产率
乙醇/水
KOH
83.9%
N、N-二甲基甲酰胺/水
KOH
79%
水
KOH
15%
用水做溶剂时产率较低的主要原因是___________。
(7)以和为主要有机原料(无机试剂任选),设计的合成路线___________。
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