内容正文:
高一化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修第二册第五章~第七章第三节,选择性必修1第一章。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45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. 我国在科技领域取得重大成就。下列关于材料的说法正确的是
A. 朱雀火箭采用不锈钢代替传统铝合金作箭体,不锈钢属于化合物
B. 新能源汽车使用的高导热率碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
C. 上海交通大学在光计算芯片领域取得重大突破,芯片的成分是
D. 神舟返回舱使用的梯度纳米陶瓷复合材料属于有机高分子化合物
2. 用处理氮氧化物废气涉及如下反应:,下列化学反应速率中最快的是
A. B.
C. D.
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 乙烯分子的球棍模型: B. S原子的结构示意图:
C. 羟基的电子式: D. 乙醇的空间填充模型:
4. 下列说法正确的是
A. 可逆反应达到最大限度后,正、逆反应速率均为0
B. 对于放热反应,升高温度不能提高其化学反应速率
C. 所有放热反应放出的能量都可以通过设计成原电池转化为电能
D. 少量FeCl3溶液与过量KI溶液充分反应后,溶液中仍有Fe3+存在,说明反应过程可逆
5. 下列有机物中,一氯取代物有2种的是
A. B.
C. D.
6. 已知热化学方程式: 。下列判断正确的是
A. 反应中生成2体积HCl(g)放出184.6kJ的热量
B.
C. 1分子H2(g)和1分子Cl2(g)反应,放出热量184.6kJ
D. 同温同压下,反应在光照和点燃条件下的相同
7. 下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A. 实验室采用向上排空气法收集
B. 常温下,铁不与浓硝酸反应,故用铁制容器运输
C. 是工业生产硝酸的主要途径
D. 和都是氮肥且中氮元素质量分数更高
8. 汽车尾气处理涉及反应:,已知该反应为放热反应。在恒容密闭容器中充入NO、CO各1 mol模拟该反应,下列说法正确的是
A. 反应达平衡时NO、CO的转化率相同
B. 混合气体密度不变时说明反应达平衡状态
C. 时,反应达到平衡状态
D. 反应达平衡时,
9. 下列关于乙烯、聚乙烯的说法错误的是
A. 乙烯在空气中燃烧时会伴有黑烟 B. 乙烯是纯净物,聚乙烯是混合物
C. 乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色 D. 聚乙烯能用于制作食品包装袋
10. 黄瓜幼苗可以产生自毒物质苯丙烯酸,抑制幼苗的生长,结构简式如图。下列有关苯丙烯酸的叙述正确的是
A. 含有三种官能团
B. 该物质溶于水能使紫色石蕊溶液变蓝
C. 可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 1 mol苯丙烯酸最多能与发生加成反应
11. 利用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,下列说法错误的是
A. 从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器
B. 实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和反应反应热也不相等
C. 若大烧杯上不盖硬纸板,求得中和反应反应热的偏大
D. 测定实验中,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒
12. 某小组为研究原电池原理,设计如图所示实验装置。下列叙述正确的是
A. a和b不连接时,铁片上会有产生
B. a和b用导线连接时,电子由a流向b
C. a和b用导线连接时,铁片上发生的反应为
D. 无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均由蓝色逐渐变成浅绿色
13. 一定温度下,在恒容密闭容器中充入和,发生反应生成,该可逆反应的和随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. a点时,
B. c点时,
C. d点时,容器内反应停止
D. d与e速率比较:
14. 利用如图所示装置进行的性质实验:打开、,关闭,一段时间后,装置b中溶液变蓝。将装置c置于光亮处,关闭,打开,通入与等体积的。下列说法正确的是
A. 装置a中发生反应的离子方程式为
B. 装置b中现象说明全部转化为
C. 装置c中试管内壁上出现油滴,最终液体充满试管
D. 反应结束后装置c的试管中最多有4种有机产物
15. 下列对生产过程或实验事实的解释错误的是
选项
生产过程或实验事实
解释
A
其他条件相同,溶液和溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短
当其他条件相同时,升高反应温度,化学反应速率加快
B
工业制硫酸过程中,在的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积,使的吸收速率增大
C
在恒容密闭容器中发生反应:,向容器中充入适量氦气,反应速率不变
其他条件相同时,增大压强对化学反应速率无影响
D
甲、乙两支试管中分别加入等体积5%的溶液,在乙试管中加入滴溶液,乙试管中产生气泡快
可能是分解反应中的催化剂
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 有机化合物在能源、材料等领域发挥着举足轻重的作用。回答下列问题:
(1)将下列物质进行分类:
①与; ②与; ③与; ④与; ⑤与; ⑥与; ⑦与。
互为同位素的是___________(填序号,下同);互为同系物的是___________;互为同分异构体的是___________。
(2)某链状烷烃的相对分子质量为72.
①___________。
②写出在足量中燃烧的化学方程式:___________。
(3)如图所示装置可用于实验室制备乙酸乙酯(部分夹持装置已省略):
①浓硫酸的作用为___________。
②右侧试管中盛装的试剂为___________(填名称)。
③用该装置制备乙酸乙酯时发生反应的化学方程式为___________。
17. 由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一、回答下列问题:
(1)科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
①CO和O结合成CO2的过程中要___________(填“吸收”或“放出”)热量。
②状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,最稳定的是___________,原因是___________。
③若1molCO(g)和1molO(g)所具有的能量为EⅠ,则相同条件下,1molCO(g)和0.5molO2(g)所具有的能量___________(填“>”“<”或“=”,下同)EⅠ,1molCO2(g)所具有的能量___________EⅠ。
(2)CH3OH是一种优质燃料。在25℃101kPa下,每充分燃烧CH3OH(l)生成1gH2O(l)时会释放20.16kJ热量。写出表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式:___________。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为___________。
(4)N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g)的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每消耗1molN2(g)放出的热量为___________。若起始时向容器内充入1molN2(g)和3molH2(g),达平衡时有40%的N2(g)转化,则反应中放出的热量为___________。
18. 研究化学反应的限度、速率对于工业生产具有重要的指导意义,回答下列问题:
(1)以反应为例探究可逆反应:一定条件下向恒容密闭容器中充入1 mol CO与1 mol ,充分反应。
①若反应可逆,则存在于_______(填化学式)中。
②若时测得的物质的量为(反应未达平衡),则用表示的平均反应速率_______,时的体积分数为_______。
(2)已知:。
①其他条件不变,若要加快上述反应的速率,下列措施可行的是_______(填字母)。
A.增加的用量 B.恒容条件下充入
C.升高温度 D.恒压条件下充入
②恒容条件下,反应达平衡状态时,则平衡时的转化率为_______。
(3)二氧化碳加氢制甲醇是实现“双碳”目标的重要途径,涉及的主要反应为。一定温度和压强下的恒容体系中,投料比[、、、]、反应相同时间的转化率、甲醇的产率[产率]之间的关系如图所示:
①有同学根据上述图像提出如下观点:实际生产中投料比越大越好,你认为该观点_______(填“正确”或“错误”),理由是_______。
②上述投料比中,反应相同时间,甲醇的产量最高的是_______(填“2”“3”“5”或“7”)。
19. 酒在中医里是一味重要的“药引子”,能温通血脉、散寒除湿,酒的主要成分是乙醇。回答下列问题:
Ⅰ.工业制备乙醇
(1)工业上利用乙烯水化法制备乙醇。乙烯水化法是乙烯与水在特定条件下反应生成乙醇,写出该反应的化学方程式:_______,该反应的反应类型为_______。下列与乙醇有相似化学性质的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
Ⅱ.乙醇与钠反应实验
(2)用如图1所示装置验证水分子中的比乙醇羟基中的活泼性更强,则在集气瓶中观察到的现象为_______。
Ⅲ.乙醇催化氧化实验
制作用细铜丝扎紧的纸巾柱,并向纸巾柱侧面均匀滴加1%的亚硝基铁氰化钠[]溶液10~20滴,使其润湿。按照如图2所示装置进行实验。
已知:在强碱性条件下,1%的亚硝基铁氰化钠溶液与乙醛反应,溶液呈血红色。
(3)实验过程中铜网表面可观察到的现象为_______。
(4)一段时间后,停止实验,取出纸巾柱,向纸巾柱侧面均匀滴加10~20滴的溶液,可以观察到纸巾柱表面出现血红色斑块,说明乙醇催化氧化生成_______(填结构简式),滴加NaOH溶液的目的是_______。
(5)乙醇催化氧化反应的化学方程式为_______。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高一化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修第二册第五章~第七章第三节,选择性必修1第一章。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45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. 我国在科技领域取得重大成就。下列关于材料的说法正确的是
A. 朱雀火箭采用不锈钢代替传统铝合金作箭体,不锈钢属于化合物
B. 新能源汽车使用的高导热率碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
C. 上海交通大学在光计算芯片领域取得重大突破,芯片的成分是
D. 神舟返回舱使用的梯度纳米陶瓷复合材料属于有机高分子化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.不锈钢是由铁、碳及其他金属元素组成的合金,属于混合物,不属于化合物,A错误;
B.碳化硅陶瓷具有高导热、耐高温等优良性能,属于新型无机非金属材料,B正确;
C.芯片的主要成分是单质Si,是光导纤维的主要成分,C错误;
D.梯度纳米陶瓷复合材料属于无机非金属类复合材料,不属于有机高分子化合物,D错误;
故选B。
2. 用处理氮氧化物废气涉及如下反应:,下列化学反应速率中最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】相同单位时,速率与系数之比越大,化学反应速率越快。
A的速率和系数之比为:;
B的速率和系数之比为:;
C的速率和系数之比为:;
D的速率和系数之比为:;
D项表示的反应速率最快。
答案选D。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 乙烯分子的球棍模型: B. S原子的结构示意图:
C. 羟基的电子式: D. 乙醇的空间填充模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯分子中存在碳碳双键,其球棍模型是,A项错误;
B.S原子核外有16个电子,其原子结构示意图:,B项错误;
C.羟基的电子式:,C项正确;
D.乙醇的空间填充模型为,D项错误。
4. 下列说法正确的是
A. 可逆反应达到最大限度后,正、逆反应速率均为0
B. 对于放热反应,升高温度不能提高其化学反应速率
C. 所有放热反应放出的能量都可以通过设计成原电池转化为电能
D. 少量FeCl3溶液与过量KI溶液充分反应后,溶液中仍有Fe3+存在,说明反应过程可逆
【答案】D
【解析】
【详解】A.可逆反应达到最大限度即化学平衡状态,属于动态平衡,正、逆反应速率相等但不为0,A错误;
B.升高温度会提高活化分子百分数,无论反应吸热还是放热,均能加快化学反应速率,B错误;
C.只有自发进行的氧化还原类放热反应才能设计成原电池,非氧化还原的放热反应(如酸碱中和反应)无法设计为原电池,C错误;
D.少量与过量反应,若反应不可逆则应被完全消耗,溶液中仍有存在说明反应不能进行完全,属于可逆反应,D正确;
故选D。
5. 下列有机物中,一氯取代物有2种的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中有3种氢原子,其一氯代物有3种,A项不符合题意;
B.为对称结构,分子中有2种氢原子,其一氯代物有2种,B项符合题意;
C.为对称结构,分子中有1种氢原子,其一氯代物有1种,C项不符合题意;
D.为对称结构,分子中有1种氢原子,其一氯代物有1种,D项不符合题意。
6. 已知热化学方程式: 。下列判断正确的是
A. 反应中生成2体积HCl(g)放出184.6kJ的热量
B.
C. 1分子H2(g)和1分子Cl2(g)反应,放出热量184.6kJ
D. 同温同压下,反应在光照和点燃条件下的相同
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.热方程式的计量数只表示物质的量,不表示体积,同温同压下,生成2molHCl(g)放出184.6kJ的热量,而2体积HCl(g)的物质的量不一定为2mol,A错误;
B.根据盖斯定律,的逆反应的热化学方程式为:,B错误;
C.方程式的系数不能表示分子数,表示的是物质的量,C错误;
D.反应的焓变和反应条件无关,则同温同压下,反应在光照和点燃条件下的相同,D正确;
故选D。
7. 下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A. 实验室采用向上排空气法收集
B. 常温下,铁不与浓硝酸反应,故用铁制容器运输
C. 是工业生产硝酸的主要途径
D. 和都是氮肥且中氮元素质量分数更高
【答案】D
【解析】
【详解】A.的摩尔质量为17g/mol,小于空气平均摩尔质量29g/mol,密度比空气小,应采用向下排空气法收集,A错误;
B.常温下,铁在浓硝酸中反应钝化,生成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行,所以铁制容器储存和运输浓硝酸,B错误;
C.工业生产硝酸的第一步是与合成,再通过氨的催化氧化得到NO,而非直接转化为NO,C错误;
D.中氮元素质量分数为,中氮元素质量分数为,二者均含氮元素属于氮肥,且氮元素质量分数更高,D正确;
故答案选D。
8. 汽车尾气处理涉及反应:,已知该反应为放热反应。在恒容密闭容器中充入NO、CO各1 mol模拟该反应,下列说法正确的是
A. 反应达平衡时NO、CO的转化率相同
B. 混合气体密度不变时说明反应达平衡状态
C. 时,反应达到平衡状态
D. 反应达平衡时,
【答案】A
【解析】
【详解】A.NO、CO起始量相同,反应时按1:1发生反应,则两者转化率相同,A项正确;
B.容器体积不变,混合气体的质量不变,则密度始终不变,密度不变不能说明反应已达平衡状态,B项错误;
C.充入反应物,反应过程中恒成立,C项错误;
D.转化率未知,达到平衡时各物质的物质的量无法确定,D项错误。
9. 下列关于乙烯、聚乙烯的说法错误的是
A. 乙烯在空气中燃烧时会伴有黑烟 B. 乙烯是纯净物,聚乙烯是混合物
C. 乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色 D. 聚乙烯能用于制作食品包装袋
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯含碳量较高,燃烧时部分碳未完全燃烧,会伴有黑烟,故A正确;
B.乙烯是单一成分的小分子,属于纯净物;聚乙烯是高分子化合物,聚合度的数值不固定,属于混合物,故B正确;
C.乙烯含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应使溴水褪色;聚乙烯中碳碳双键已经在加聚反应中断开,不存在不饱和碳碳键,不能与溴水反应,无法使溴水褪色,故C错误;
D.聚乙烯无毒、化学性质稳定,可用于制作食品包装袋,故D正确;
选C。
10. 黄瓜幼苗可以产生自毒物质苯丙烯酸,抑制幼苗的生长,结构简式如图。下列有关苯丙烯酸的叙述正确的是
A. 含有三种官能团
B. 该物质溶于水能使紫色石蕊溶液变蓝
C. 可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 1 mol苯丙烯酸最多能与发生加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯丙烯酸含有碳碳双键和羧基两种官能团,A项错误;
B.该物质中含有羧基,能使紫色石蕊溶液变红,B项错误;
C.碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确;
D.1 mol苯丙烯酸最多能与发生加成反应,D项错误。
11. 利用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,下列说法错误的是
A. 从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器
B. 实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和反应反应热也不相等
C. 若大烧杯上不盖硬纸板,求得中和反应反应热的偏大
D. 测定实验中,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒
【答案】B
【解析】
【详解】A.为了使酸碱充分反应,图中尚缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器,A项正确;
B.中和反应反应热是指生成时所放出的热量,稀溶液中强酸与强碱反应的中和反应反应热一般是定值,和酸碱的用量无关,B项错误;
C.烧杯不盖纸板,会使热量散失,实验测得的热量数值减小,但中和反应反应热是负值,则测得中和反应反应热偏大,C项正确;
D.为了防止酸碱发生反应而干扰实验,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒,D项正确;
答案选B。
12. 某小组为研究原电池原理,设计如图所示实验装置。下列叙述正确的是
A. a和b不连接时,铁片上会有产生
B. a和b用导线连接时,电子由a流向b
C. a和b用导线连接时,铁片上发生的反应为
D. 无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均由蓝色逐渐变成浅绿色
【答案】D
【解析】
【详解】A.a和b不连接时,单质铜与硫酸铜溶液不反应,无明显现象;铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成单质铜,无气泡生成,A项错误;
B.a和b连接时,该装置为铁-铜原电池,电解质溶液是硫酸铜。铜电极为正极,铁电极为负极,电子由负极流向正极,即由b流向a,B项错误;
C.a和b连接时,铁电极为负极,电极反应式为,C项错误;
D.无论a和b是否连接,铁均能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜单质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,D项正确。
13. 一定温度下,在恒容密闭容器中充入和,发生反应生成,该可逆反应的和随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. a点时,
B. c点时,
C. d点时,容器内反应停止
D. d与e速率比较:
【答案】A
【解析】
【详解】A.a点反应未达平衡,同一时间下,因此,A正确;
B.c点反应仍未达平衡,仍大于,即,B错误;
C.d点反应已达平衡,化学平衡是动态平衡,正逆反应速率相等但不为0,反应没有停止,C错误;
D.d、e点均为平衡状态,反应速率保持不变,因此,D错误;
故选A。
14. 利用如图所示装置进行的性质实验:打开、,关闭,一段时间后,装置b中溶液变蓝。将装置c置于光亮处,关闭,打开,通入与等体积的。下列说法正确的是
A. 装置a中发生反应的离子方程式为
B. 装置b中现象说明全部转化为
C. 装置c中试管内壁上出现油滴,最终液体充满试管
D. 反应结束后装置c的试管中最多有4种有机产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.装置a中发生反应的离子方程式为,A项错误;
B.装置b中溶液变蓝,说明与发生了置换反应,但无法说明完全转化为,B项错误;
C.装置c中,甲烷与氯气发生取代反应。与是等体积混合的,反应后生成的气体难溶于水,最终液体不会充满试管,C项错误;
D.装置c中,甲烷与氯气发生取代反应会生成、、、,共计4种有机产物,D项正确。
15. 下列对生产过程或实验事实的解释错误的是
选项
生产过程或实验事实
解释
A
其他条件相同,溶液和溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短
当其他条件相同时,升高反应温度,化学反应速率加快
B
工业制硫酸过程中,在的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积,使的吸收速率增大
C
在恒容密闭容器中发生反应:,向容器中充入适量氦气,反应速率不变
其他条件相同时,增大压强对化学反应速率无影响
D
甲、乙两支试管中分别加入等体积5%的溶液,在乙试管中加入滴溶液,乙试管中产生气泡快
可能是分解反应中的催化剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度可提高化学反应速率,因此析出硫沉淀所需时间缩短,A正确;
B.吸收塔里装填瓷环可增大气液接触面积,接触面积越大反应速率越快,因此的吸收速率增大,B正确;
C.恒容密闭容器中充入氦气,体系总压强增大,但参与反应的、、的浓度均未发生变化,因此反应速率不变,并非增大压强对反应速率无影响,若通过压缩体积增大压强,反应速率会明显加快,C错误;
D.其他条件一致时,加入的试管反应速率更快,符合催化剂改变化学反应速率的特征,因此可能是分解反应的催化剂,D正确;
故选C。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 有机化合物在能源、材料等领域发挥着举足轻重的作用。回答下列问题:
(1)将下列物质进行分类:
①与; ②与; ③与; ④与; ⑤与; ⑥与; ⑦与。
互为同位素的是___________(填序号,下同);互为同系物的是___________;互为同分异构体的是___________。
(2)某链状烷烃的相对分子质量为72.
①___________。
②写出在足量中燃烧的化学方程式:___________。
(3)如图所示装置可用于实验室制备乙酸乙酯(部分夹持装置已省略):
①浓硫酸的作用为___________。
②右侧试管中盛装的试剂为___________(填名称)。
③用该装置制备乙酸乙酯时发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. ① ②. ⑥ ③. ④⑦
(2) ①. 5 ②.
(3) ①. 作催化剂、吸水剂 ②. 饱和碳酸钠溶液 ③.
【解析】
【小问1详解】
同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素,①中两种碳原子均为碳元素的核素,中子数不同,符合同位素定义;
同系物是结构相似、分子组成相差1个或若干个原子团的有机物,⑥中两种物质均为烷烃,分子组成相差2个,符合同系物定义;
同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物,④中环戊烷和2-甲基-1-丁烯分子式均为,结构不同;⑦中丁酸和乙酸乙酯分子式均为,结构不同,二者均符合同分异构体定义。
【小问2详解】
① 链状烷烃通式为,相对分子质量为,解得,由此可知,该烷烃分子式为,故;
② 烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水,根据原子守恒配平:1mol 完全燃烧消耗8 mol ,生成5mol 和6mol ,得到对应方程式。
【小问3详解】
①乙酸与乙醇的酯化反应为可逆反应,浓硫酸作催化剂,可加快反应速率,同时作吸水剂,吸收反应生成的水,促进平衡正向移动提高酯的产率;
② 饱和碳酸钠溶液可溶解挥发的乙醇、反应挥发的乙酸,同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于乙酸乙酯分层析出,所以右侧试管中盛装的试剂为饱和碳酸钠溶液;
③ 乙酸和乙醇在浓硫酸、加热条件下发生可逆酯化反应,酸脱羟基醇脱氢,生成乙酸乙酯和水,配平得到对应方程式。
17. 由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一、回答下列问题:
(1)科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
①CO和O结合成CO2的过程中要___________(填“吸收”或“放出”)热量。
②状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,最稳定的是___________,原因是___________。
③若1molCO(g)和1molO(g)所具有的能量为EⅠ,则相同条件下,1molCO(g)和0.5molO2(g)所具有的能量___________(填“>”“<”或“=”,下同)EⅠ,1molCO2(g)所具有的能量___________EⅠ。
(2)CH3OH是一种优质燃料。在25℃101kPa下,每充分燃烧CH3OH(l)生成1gH2O(l)时会释放20.16kJ热量。写出表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式:___________。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为___________。
(4)N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g)的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每消耗1molN2(g)放出的热量为___________。若起始时向容器内充入1molN2(g)和3molH2(g),达平衡时有40%的N2(g)转化,则反应中放出的热量为___________。
【答案】(1) ①. 放出 ②. 状态Ⅲ ③. 能量越低越稳定 ④. < ⑤. <
(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=﹣725.76kJ•mol-1
(3)
(4) ①. 46.1kJ ②. 36.88kJ
【解析】
【小问1详解】
①CO和O结合成CO2的过程中是形成新的化学键,要放出热量;
②状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,最稳定的是状态Ⅲ,原因是能量越低越稳定;
③断裂化学键要吸收能量,则1molCO(g)和1molO(g)所具有的能量大于1molCO(g)和0.5molO2(g)所具有的能量;根据图示该过程为放热过程,则1molCO2(g)所具有的能量小于1molCO(g)和1molO(g)所具有的能量;
【小问2详解】
在25℃、101kPa下,甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和1g液态水时放热20.16kJ,则生成2mol液态水放出热量为20.16kJ×2×18=725.76kJ,表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=﹣725.76kJ•mol-1;
【小问3详解】
已知① ;
② ;
③ ;
根据盖斯定律,①+②-③得到反应,,用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 ;
【小问4详解】
根据N2和H2反应生成2mol NH3过程中能量变化示意图,反应焓变△H=335kJ/mol-427.2kJ/mol=﹣92.2kJ•mol-1,所以生成1mol氨气放热46.1kJ; 若起始时向容器内放入1 mol N2和3 mol H2,达平衡时有40%的N2转化,即有0.4mol N2反应,则反应中放出的热量为92.2kJ•mol-1×0.4mol=36.88kJ。
18. 研究化学反应的限度、速率对于工业生产具有重要的指导意义,回答下列问题:
(1)以反应为例探究可逆反应:一定条件下向恒容密闭容器中充入1 mol CO与1 mol ,充分反应。
①若反应可逆,则存在于_______(填化学式)中。
②若时测得的物质的量为(反应未达平衡),则用表示的平均反应速率_______,时的体积分数为_______。
(2)已知:。
①其他条件不变,若要加快上述反应的速率,下列措施可行的是_______(填字母)。
A.增加的用量 B.恒容条件下充入
C.升高温度 D.恒压条件下充入
②恒容条件下,反应达平衡状态时,则平衡时的转化率为_______。
(3)二氧化碳加氢制甲醇是实现“双碳”目标的重要途径,涉及的主要反应为。一定温度和压强下的恒容体系中,投料比[、、、]、反应相同时间的转化率、甲醇的产率[产率]之间的关系如图所示:
①有同学根据上述图像提出如下观点:实际生产中投料比越大越好,你认为该观点_______(填“正确”或“错误”),理由是_______。
②上述投料比中,反应相同时间,甲醇的产量最高的是_______(填“2”“3”“5”或“7”)。
【答案】(1) ①. CO、、 ②. ③.
(2) ①. C ②. 20%
(3) ①. 错误 ②. 投料比越大产物的产率越低,投料比太大还会造成原料的浪费 ③. 2
【解析】
【小问1详解】
①可逆反应中正逆反应同时进行,正反应生成含有的,逆反应中含有的与反应又会生成含有的,同时未反应完全的中也含有,故存在于、、中;
②时生成,根据化学方程式可以列出三段式:
消耗了,用表示的平均反应速率;由三段式可知,混合气体总物质的量为,故的体积分数为;
【小问2详解】
①A.为纯固体,增加其用量不改变浓度,反应速率不变;
B.恒容条件下充入,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变;
C.升高温度,活化分子百分数增加,反应速率加快;
D.恒压条件下充入,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢;
故选C;
②设初始的物质的量为,反应转化的为,则平衡时,生成的,恒容条件下,气体浓度之比等于物质的量之比,即,解得,故平衡时的转化率为;
【小问3详解】
①由图像可知,随着投料比的增大,甲醇的产率逐渐降低,且投料比过大会导致原料氢气大量剩余,造成浪费,故该观点错误;
②实际产量 = 理论产量 产率,设起始投入的为,当投料比为2时,为,的转化率11.63%,此时不能完全反应,故用计算甲醇的理论产量为,实际产量为;当投料比为3时,为,的转化率13.68%,甲醇的理论产量为,实际产量为;当投料比为5时,为,的转化率15.93%,甲醇的理论产量为,实际产量为;当投料比为7时,为,的转化率18.71%,甲醇的理论产量为,实际产量为;综上比较,反应相同时间,甲醇的产量最高的是投料比为2时。
19. 酒在中医里是一味重要的“药引子”,能温通血脉、散寒除湿,酒的主要成分是乙醇。回答下列问题:
Ⅰ.工业制备乙醇
(1)工业上利用乙烯水化法制备乙醇。乙烯水化法是乙烯与水在特定条件下反应生成乙醇,写出该反应的化学方程式:_______,该反应的反应类型为_______。下列与乙醇有相似化学性质的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
Ⅱ.乙醇与钠反应实验
(2)用如图1所示装置验证水分子中的比乙醇羟基中的活泼性更强,则在集气瓶中观察到的现象为_______。
Ⅲ.乙醇催化氧化实验
制作用细铜丝扎紧的纸巾柱,并向纸巾柱侧面均匀滴加1%的亚硝基铁氰化钠[]溶液10~20滴,使其润湿。按照如图2所示装置进行实验。
已知:在强碱性条件下,1%的亚硝基铁氰化钠溶液与乙醛反应,溶液呈血红色。
(3)实验过程中铜网表面可观察到的现象为_______。
(4)一段时间后,停止实验,取出纸巾柱,向纸巾柱侧面均匀滴加10~20滴的溶液,可以观察到纸巾柱表面出现血红色斑块,说明乙醇催化氧化生成_______(填结构简式),滴加NaOH溶液的目的是_______。
(5)乙醇催化氧化反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. ②. 加成反应 ③. ad
(2)加水时集气瓶中产生气泡的速率比加乙醇时速率快
(3)交替出现变黑、变红
(4) ①. ②. 提供碱性环境,在强碱性条件下的亚硝基铁氰化钠溶液与乙醛反应,使溶液呈血红色
(5)
【解析】
【分析】Ⅰ.工业制备乙醇利用乙烯水化法, 化学方程式为;
Ⅱ.通过观察集气瓶中产生气泡的快慢,比较乙醇和水分别与钠反应的速率,从而验证水分子中的比乙醇羟基中的活泼性更强;
Ⅲ.用空气吹出乙醇,铜网先被空气氧化为黑色的氧化铜,再被空气吹出的乙醇还原为红色的铜,且乙醇催化氧化为乙醛,通入侧面均匀滴加了1%的亚硝基铁氰化钠[]溶液10~20滴的细铜丝扎紧的纸巾柱,一段时间后,停止实验,取出纸巾柱,向纸巾柱侧面均匀滴加10~20滴的溶液,在强碱性条件下,1%的亚硝基铁氰化钠溶液与乙醛反应,溶液呈血红色,可以观察到纸巾柱表面出现血红色斑块,可证明乙醇的催化氧化反应。
【小问1详解】
乙烯水化法是乙烯与水在特定条件下反应生成乙醇,该反应的化学方程式为;该反应的反应类型为加成反应;乙醇的化学性质由羟基决定,选项a为环己醇、选项d为乙二醇,二者均含羟基,与乙醇官能团相同,化学性质相似,b含醛基、c含醚键,性质不同,故选ad;
【小问2详解】
羟基H越活泼,与钠反应速率越快,水分子中H比乙醇羟基中H更活泼,因此水与钠反应更快,所以加水时集气瓶中产生气泡的速率比加乙醇时速率快;
【小问3详解】
加热时,铜先与氧气反应生成黑色氧化铜,氧化铜再被乙醇还原为红色铜单质,因此交替出现变黑、变红;
【小问4详解】
根据题给信息,强碱性条件下亚硝基铁氰化钠与乙醛反应显血红色,因此血红色说明乙醇被氧化生成了;加入NaOH提供碱性环境,在强碱性条件下1%的亚硝基铁氰化钠溶液与乙醛反应,使溶液呈血红色;
【小问5详解】
乙醇催化氧化是乙醇在铜催化加热条件下,与氧气反应生成乙醛和水,其化学方程式为。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$