内容正文:
湖南省涟源市部分学校2026年下学期高二入学考试
化学试题
温馨提示:
1.本试卷分试题卷和答题卡两部分,试题卷共7页;
2.可能用到的相对原子质量:O-16 Na-23 Al-27 S-32 K-39 Fe-56 Zn-65
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(共14小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 为建设人与自然和谐共生的美丽中国。下列相关说法错误的是
A. 将重油裂解为轻质油作为燃料,有利于达到“碳中和”的目标
B. 使用生物材质容器代替聚乙烯塑料盛装饮品,可以减少“白色污染”
C. 有机反应的原子利用率为
D. 加强新能源汽车动力电池回收利用,不仅能变废为宝,还能减少环境污染
2. 下列化学用语不正确的是
A. 丙烷分子的球棍模型: B. 水合钠离子的示意图:
C. 一氯甲烷的电子式: D. 甲烷分子的空间填充模型:
3. 超氧化钾可用作潜水或航天装置的吸收剂和供氧剂,原理为,下列说法正确的是
A. 和互为同位素
B. 为含有极性键的极性分子
C. 工业上常采用电解熔融的方法来制取金属钾
D. 碳酸钾溶于少量水伴随着放热现象
4. 下列说法中错误的是
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多,因而化学反应速率增大
B. 催化剂在化学反应过程中参与了反应,使用催化剂单位体积内活化分子数增大,反应速率加快
C. 升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大,因而增大化学反应速率
D. 活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞
5. 下列方程式书写正确的是
A. 乳酸()与氢氧化钠反应:+2NaOH+2H2O
B. 向溶液中滴加少量溶液:
C. 过量与稀硝酸反应:
D. 工业制备:
6. 下列实验不能达到实验目的是
A.实验室制取乙酸乙酯
B.探究同主族元素性质的递变性
C.测定中和反应的反应热
D.检验木炭与浓硫酸反应的产物
A. A B. B C. C D. D
7. 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 18 g重水()中含有的质子数为
B. 7.8 g 与足量完全反应转移电子数目为
C. 物质的量浓度为0.5 mol/L的溶液中,含有的数目为
D. 2 mol NO与1 mol 在密闭容器中充分反应后的分子数为
8. “变化观念”是化学学科核心素养的重要组成部分,物质转化是实现物质制备和循环利用的关键。在给定条件下,下列物质间的转化均能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
9. “纳米零价铁——”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下,将溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。已知催化分解产生HO• ,HO•将NO氧化为的机理如图所示。下列说法错误的是
A. Y是,可用KSCN溶液来检验
B. 温度越高,化学反应速率越快,NO脱除率会越高
C. 氧化NO的总反应为:
D. 纳米零价铁的作用是与HCl反应生成,作反应的催化剂
10. 蜂胶中某活性物质的结构简式如下,下列关于的说法不正确的是
A. 分子式为
B. 可以使溴的四氯化碳溶液褪色
C. 含有羟基、碳碳双键和酯基三种官能团
D. 最多可以与发生加成反应
11. 短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。X是原子半径最大的短周期元素,Y原子最外层电子数和电子层数相等,W、Z同主族且原子序数之和与X、Y原子序数之和相等。下列说法中,不正确的是
A. Y形成的氧化物属于两性氧化物
B. X和W形成的化合物可含非极性共价键
C. Y单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应一定产生H2
D. W的气态氢化物热稳定性强于Z的气态氢化物热稳定性
12. 为提纯下列物质(括号内为杂质),所用除杂试剂和分离方法都正确的是
序号
不纯物
除杂试剂
分离方法
A
酸性溶液
洗气
B
(乙酸)
溶液
分液
C
饱和溶液
洗气
D
溶液
NaOH溶液
过滤
A. A B. B C. C D. D
13. 甲酸分子在活性Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 1 mol甲酸分子完全反应,将释放14.1 kJ能量
B. 该反应分4步进行,其中第3步反应最难发生
C. 在Pd催化剂表面上有极性键和非极性键的断裂和形成
D. 若用HCOOD代替HCOOH,则可制得HD
14. 海洋中部分化学资源的利用,如图所示,下列说法正确的是
A. 步骤①、②利用了的氧化性,热空气吹出是利用了溴不易溶于水的性质
B. 工业上,X常用气体作吸收剂,Y常选用苛性钠作沉淀剂
C. “氯化”过程中发生的反应为
D. 工业上常用电解溶液冶炼金属镁
二、非选择题
15. 氯气在工业上有着重要的用途,某兴趣小组在实验室中模拟工业上用氯气制备无水氯化铝(无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾),可用下列装置制备。
(1)装置F中的是______溶液,其作用是_____________。
(2)装置A实验开始前,应先_________,接下来的操作依次是_____________(填序号)。
A.往烧瓶中加入MnO2粉末 B.加热 C.往烧瓶中加入浓盐酸
(3)该小组同学查资料得知:将氯酸钾固体和浓盐酸混合也能生成氯气,同时有大量ClO2生成;ClO2沸点为10℃,熔点为﹣59℃,液体为红色;Cl2沸点为﹣34℃,液态为黄绿色。
①设计最简单的实验验证Cl2中含有ClO2:收集一试管气体,盖上胶塞,放入冰水混合物中,若____________,则说明Cl2中含有ClO2。
②将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2,NaClO2中Cl元素的化合价是___________,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
③将ClO2通入MnSO4溶液,溶液中可检测到Cl-,同时有黑色MnO2沉淀生成。该反应的离子方程式为: ___________。
16. 氨()是重要的化工原料,氢能被称为21世纪的理想清洁能源。研究合成氨反应及氢能的转化利用,有助于理解化学反应速率、反应热和化学能与电能的转化规律。
Ⅰ.工业上常用氮气和氢气反应合成氨,一些共价键的键能如下表所示。
共价键
H—H
N—H
键能
436
946
391
(1)写出该反应的热化学方程式:___________。
Ⅱ.在容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,加入合适催化剂(体积可忽略不计)后,在一定温度下进行反应。测得的物质的量随时间变化如下表所示。
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
0
0.30
0.50
0.64
0.72
0.76
0.76
(2)从反应开始到时,用表示的平均反应速率___________。
(3)使用催化剂可___________(填“增大”或“降低”)反应活化能,试用有效碰撞理论解释催化剂加快反应速率的原因:___________。
(4)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的压强保持不变
B.消耗1 mol N2的同时消耗3 mol H2
C.生成NH3的速率和消耗NH3的速率相等
D.N2、H2和NH3的物质的量之比为1:3:2
E.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(5)在该条件下,达到平衡时的转化率为___________。
Ⅲ.氢气不仅可作为合成氨的原料,还可用于燃料电池。碱性氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质,a、b两电极为多孔铂电极,分别通入H2和O2.工作原理示意图如下:
(6)写出负极的电极反应式:___________。
(7)若该电池工作时消耗标准状况下2.24LO2,则理论上外电路通过的电子数目为___________NA(NA为阿伏加德罗常数的值)。
17. 工业上利用锌焙砂(主要成分为,含有少量、、等)生产高纯的流程示意图如下。
(1)用足量溶液和氨水“浸出”锌焙砂。
①“浸出”前,锌焙砂预先粉碎的目的是___________,浸出时为什么温度不能太高__________________。
②通过“浸出”步骤,锌焙砂中的转化为,该反应的离子方程式为___________。
(2)“浸出”时转化为。“除砷”步骤①中用作氧化剂,步骤①反应的离子方程式为_____________。
(3)“除重金属”时加入溶液。滤渣II中含有的主要物质是___________和。
(4)“蒸氨”时会出现白色固体,“沉锌”步骤①中加入足量溶液将该白色固体转化为的离子方程式为___________。
(5)“煅烧”步骤中,不同温度下,分解的失重曲线和产品的比表面积变化情况如图1、图2所示。
已知:i.固体失重质量分数。
ii.比表面积指单位质量固体所具有的总面积;比表面积越大,产品的活性越高。
①时煅烧,后固体失重质量分数为,则的分解率为___________%(保留到小数点后一位)。
②根据图1和图2,获得高产率(分解率)、高活性(比表面积)产品的最佳条件是___________(填字母序号)。
a.恒温, b.恒温,
c.恒温, d.恒温,
18. 餐厨垃圾在酶的作用下可获得乙醇,进一步反应可制备有机物和高分子材料,转化关系如图:
已知:
(1)含有的官能团是___________。
(2)D的结构简式是___________。
(3)下列说法中,不正确的是___________。
a.D、E、F均属于烃 b.E和一氯甲烷互为同系物 c.反应②为取代反应
(4)反应③的化学方程式是__________________________,反应④的化学方程式是__________________。
(5)反应⑤的化学方程式是__________________________,反应类型__________________________。
(6)D与氢气发生加成反应得到L,N为的同系物,分子中有5个碳原子,写出有3个-CH3的异构体的结构简式___________。
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湖南省涟源市部分学校2026年下学期高二入学考试
化学试题
温馨提示:
1.本试卷分试题卷和答题卡两部分,试题卷共7页;
2.可能用到的相对原子质量:O-16 Na-23 Al-27 S-32 K-39 Fe-56 Zn-65
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(共14小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 为建设人与自然和谐共生的美丽中国。下列相关说法错误的是
A. 将重油裂解为轻质油作为燃料,有利于达到“碳中和”的目标
B. 使用生物材质容器代替聚乙烯塑料盛装饮品,可以减少“白色污染”
C. 有机反应的原子利用率为
D. 加强新能源汽车动力电池回收利用,不仅能变废为宝,还能减少环境污染
【答案】A
【解析】
【详解】A.将重油裂解为轻质油作为燃料,燃烧后仍会生成二氧化碳,未减少碳排放总量,无法直接促进“碳中和”,A错误;
B.生物可降解材质替代聚乙烯塑料,能减少难降解塑料的污染,B正确;
C.该反应中所有反应物的原子均进入产物,无副产物,原子利用率为100%,C正确;
D.回收动力电池可提取资源并减少重金属污染,D正确;
故答案选A。
2. 下列化学用语不正确的是
A. 丙烷分子的球棍模型: B. 水合钠离子的示意图:
C. 一氯甲烷的电子式: D. 甲烷分子的空间填充模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,丙烷分子的球棍模型:,故A正确;
B.水合钠离子中,水分子中负电性的氧原子靠近Na⁺,正电性的氢原子远离Na+,水合钠离子示意图:,故B错误;
C.一氯甲烷的分子式为CH3Cl,甲烷中1个H原子被氯原子代替,电子式为,故C正确;
D.甲烷是正四面体结构,甲烷分子的空间填充模型:,故D正确;
选B。
3. 超氧化钾可用作潜水或航天装置的吸收剂和供氧剂,原理为,下列说法正确的是
A. 和互为同位素
B. 为含有极性键的极性分子
C. 工业上常采用电解熔融的方法来制取金属钾
D. 碳酸钾溶于少量水伴随着放热现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,和是氧元素的不同单质,互为同素异形体,故A错误;
B.的结构式为,含极性键,为直线形结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,故B错误;
C.工业上制取金属钾的原理是利用钾的沸点低于钠,通过钠与熔融氯化钾反应制备金属钾,(钾蒸气逸出),电解熔融制钾成本较高且不合理,故C错误;
D.碳酸钾溶于水时,离子水合过程放出的热量大于离子扩散过程吸收的热量,放出热量大于吸收热量,所以表现为放热,故D正确;
故答案选D。
4. 下列说法中错误的是
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多,因而化学反应速率增大
B. 催化剂在化学反应过程中参与了反应,使用催化剂单位体积内活化分子数增大,反应速率加快
C. 升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大,因而增大化学反应速率
D. 活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞
【答案】D
【解析】
【详解】A.有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,单位体积内活化分子数增多,活化分子的有效碰撞次数增多,反应速率增大,A正确;
B.催化剂在化学反应过程中参与了反应,降低了反应的活化能,使单位体积内活化分子数增大,反应速率加快,B正确;
C.升高温度,分子能量增大,反应物分子中活化分子的百分数增大,反应速率增大,C正确;
D.活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞,活化分子有合适取向时的碰撞才是有效碰撞,D错误;
故答案选D。
5. 下列方程式书写正确的是
A. 乳酸()与氢氧化钠反应:+2NaOH+2H2O
B. 向溶液中滴加少量溶液:
C. 过量与稀硝酸反应:
D. 工业制备:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乳酸分子中含羧基和醇羟基,仅羧基可与NaOH反应,1 mol 乳酸消耗1 mol NaOH,产物应为,故正确方程式为,A错误;
B.向溶液中滴加少量NaClO溶液,被氧化为,被还原为,但过量,反应生成的会与溶液中大量存在的继续反应,离子方程式中不应直接写,故正确方程式为,B错误;
C.过量Fe与稀硝酸反应,Fe被氧化为,被还原为NO,离子方程式配平正确,原子守恒、电荷守恒,C正确;
D.乙烯与发生加成反应,Cl原子分别加在两个碳原子上,产物应为1,2-二氯乙烷(),而非,故正确的方程式为,D错误;
答案选C。
6. 下列实验不能达到实验目的是
A.实验室制取乙酸乙酯
B.探究同主族元素性质的递变性
C.测定中和反应的反应热
D.检验木炭与浓硫酸反应的产物
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.由实验装置图可知,装置A为浓硫酸作用下乙酸和乙醇共热发生酯化反应制取和吸收乙酸乙酯的装置,故A正确;
B.由图可知,题给装置通过新制氯水与溴化钠溶液、碘化钠溶液反应和溴水与碘化钠溶液的反应可以比较氯气、溴、碘的氧化性强弱,从而探究同主族元素性质的递变性,故B正确;
C.由实验装置图可知,装置C为测定中和反应的反应热的装置,故C正确;
D.碳与浓硫酸共热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,若将混合气体先通过澄清石灰水,二氧化硫会干扰二氧化碳的检验,所以检验木炭与浓硫酸反应的产物时应将盛有澄清石灰水的试管与盛有酸性高锰酸钾溶液的试管互换,故D错误;
故选D。
7. 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 18 g重水()中含有的质子数为
B. 7.8 g 与足量完全反应转移电子数目为
C. 物质的量浓度为0.5 mol/L的溶液中,含有的数目为
D. 2 mol NO与1 mol 在密闭容器中充分反应后的分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.重水(D2O)的摩尔质量为20 g/mol,18 g的物质的量为0.9 mol;每个D2O分子含10个质子,故质子总数为0.9 mol × 10 × NA = 9NA,A错误;
B.Na2O2的摩尔质量为78 g/mol,7.8 g的物质的量为0.1 mol;与CO2的反应为2Na2O2+ 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,每个Na2O2转移1个电子,故转移电子数为0.1 mol × 1 × NA = 0.1NA,B正确;
C.物质的量浓度为0.5 mol/L的MgCl2溶液中,未给出溶液体积,无法计算溶质物质的量及Cl⁻数目,C错误;
D. 2 mol NO与1 mol O2反应生成2 mol NO2,但NO2可发生可逆反应2NO2 ⇌ N2O4,导致平衡时分子数小于2 mol,故分子数小于2NA,D错误;
故选B。
8. “变化观念”是化学学科核心素养的重要组成部分,物质转化是实现物质制备和循环利用的关键。在给定条件下,下列物质间的转化均能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.SiO2不与水发生反应,无法一步生成H2SiO3,A错误;
B.过量Fe和HNO3反应时,生成的Fe3+会被过量Fe还原为Fe2+,最终得到Fe(NO3)2,无法得到Fe(NO3)3,B错误;
C.S在O2中点燃只能生成SO2,无法直接生成SO3;且SO2和BaCl2溶液不反应,不会生成BaSO3沉淀,C错误;
D.FeS2与O2加热反应生成SO2,SO2与氨水反应生成(NH4)2SO3,(NH4)2SO3和稀硫酸发生复分解反应生成(NH4)2SO4,(NH4)2SO4与NaOH溶液共热反应生成NH3,各步转化均能一步实现,D正确;
故选D。
9. “纳米零价铁——”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下,将溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。已知催化分解产生HO• ,HO•将NO氧化为的机理如图所示。下列说法错误的是
A. Y是,可用KSCN溶液来检验
B. 温度越高,化学反应速率越快,NO脱除率会越高
C. 氧化NO的总反应为:
D. 纳米零价铁的作用是与HCl反应生成,作反应的催化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题目信息可知X为,由于分解生成了,氧元素的化合价由―1价降到―2价,故铁元素的化合价由+2价升到+3价,因此可知Y为,可用KSCN溶液来检验,A正确;
B.当温度达到一定温度时,继续升温,分解生成的速率加快,导致的浓度降低,NO脱除率会降低,B错误;
C.NO被双氧水氧化生成硝酸,总反应为:,C正确;
D.纳米零价铁的作用是与HCl反应生成,作反应的催化剂,D正确;
答案选B。
10. 蜂胶中某活性物质的结构简式如下,下列关于的说法不正确的是
A. 分子式为
B. 可以使溴的四氯化碳溶液褪色
C. 含有羟基、碳碳双键和酯基三种官能团
D. 最多可以与发生加成反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由X分子的结构简式可得X的分子式为,A正确;
B.X分子中含有碳碳双键,碳碳双键能和溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;
C.X分子中含有碳碳双键、酚羟基、酯基三种官能团,C正确;
D.X分子中含有2个苯环和1个碳碳双键,故1 mol X最多能与7 mol H2发生加成反应,D错误;
故选D。
11. 短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。X是原子半径最大的短周期元素,Y原子最外层电子数和电子层数相等,W、Z同主族且原子序数之和与X、Y原子序数之和相等。下列说法中,不正确的是
A. Y形成的氧化物属于两性氧化物
B. X和W形成的化合物可含非极性共价键
C. Y单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应一定产生H2
D. W的气态氢化物热稳定性强于Z的气态氢化物热稳定性
【答案】C
【解析】
【分析】短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。X是原子半径最大的短周期元素,则X为Na,Y原子最外层电子数和电子层数相等,则Y是Al,W、Z同主族且原子序数之和与X、Y原子序数之和相等,均为11+13=24,则W为O、Z为S;。
【详解】A.Y是Al,其氧化物Al2O3属于两性氧化物,A正确;
B.X和W形成的化合物Na2O2含有O-O非极性共价键,B正确;
C.Y单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应,即Al与硫酸反应,当为浓H2SO4时发生钝化,不产生H2,C错误;
D.W为O、Z为S,W、Z同主族,氧元素非金属性强于硫的,故H2O的热稳定性强于H2S,D正确;
选C。
12. 为提纯下列物质(括号内为杂质),所用除杂试剂和分离方法都正确的是
序号
不纯物
除杂试剂
分离方法
A
酸性溶液
洗气
B
(乙酸)
溶液
分液
C
饱和溶液
洗气
D
溶液
NaOH溶液
过滤
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性高锰酸钾能将乙烯氧化为二氧化碳,又引入了新的杂质,故A项错误;
B.乙酸能与碳酸氢钠溶液反应,乙醇能溶于碳酸氢钠溶液,分液不能分离,故B项错误;
C.饱和碳酸氢钠溶液可以吸收二氧化硫,与二氧化碳不反应,用饱和碳酸氢钠洗气可以除去二氧化碳中的二氧化硫,故C项正确;
D.氯化铵能与氢氧化钠溶液反应,不符合除杂原则,故D项错误;
故本题选C。
13. 甲酸分子在活性Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 1 mol甲酸分子完全反应,将释放14.1 kJ能量
B. 该反应分4步进行,其中第3步反应最难发生
C. 在Pd催化剂表面上有极性键和非极性键的断裂和形成
D. 若用HCOOD代替HCOOH,则可制得HD
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,1 mol甲酸分子完全反应,释放的能量为,不是能量,故A错误;
B.该反应分4步进行,根据图乙中各步反应的活化能,第1步反应的活化能为 ,是四步反应中活化能最大的,活化能越大反应越难发生,所以第1步反应最难发生,故B错误;
C.反应过程中断裂的是极性键(O-H键和C-H键),形成的是非极性键(H-H键),但该过程没有非极性键的断裂,故C错误;
D.根据反应历程,若用代替,按照反应的氢原子转移规律,则可制得,故D正确;
故选D。
14. 海洋中部分化学资源的利用,如图所示,下列说法正确的是
A. 步骤①、②利用了的氧化性,热空气吹出是利用了溴不易溶于水的性质
B. 工业上,X常用气体作吸收剂,Y常选用苛性钠作沉淀剂
C. “氯化”过程中发生的反应为
D. 工业上常用电解溶液冶炼金属镁
【答案】C
【解析】
【详解】A.步骤①、②都是将溴离子氧化为溴单质,利用了Cl2的氧化性,热空气吹出利用了溴的挥发性,而溴是可以溶于水的,故A错误;
B.二氧化硫具有强还原性,物质X用于将溴转化为溴离子,故X常选用SO2,Y用于将镁离子沉淀为氢氧化镁,常选用生石灰,选用苛性钠的经济效益低,故B错误;
C.由图知,“氯化”过程中MgO、C和Cl2反应生成MgCl2和可燃性气体CO,发生的反应为,故C正确;
D.工业上常用电解熔融氯化镁制取Mg,故D错误;
答案选C。
二、非选择题
15. 氯气在工业上有着重要的用途,某兴趣小组在实验室中模拟工业上用氯气制备无水氯化铝(无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾),可用下列装置制备。
(1)装置F中的是______溶液,其作用是_____________。
(2)装置A实验开始前,应先_________,接下来的操作依次是_____________(填序号)。
A.往烧瓶中加入MnO2粉末 B.加热 C.往烧瓶中加入浓盐酸
(3)该小组同学查资料得知:将氯酸钾固体和浓盐酸混合也能生成氯气,同时有大量ClO2生成;ClO2沸点为10℃,熔点为﹣59℃,液体为红色;Cl2沸点为﹣34℃,液态为黄绿色。
①设计最简单的实验验证Cl2中含有ClO2:收集一试管气体,盖上胶塞,放入冰水混合物中,若____________,则说明Cl2中含有ClO2。
②将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2,NaClO2中Cl元素的化合价是___________,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
③将ClO2通入MnSO4溶液,溶液中可检测到Cl-,同时有黑色MnO2沉淀生成。该反应的离子方程式为: ___________。
【答案】(1) ①. 浓硫酸 ②. 防止G中的水蒸气进入E中,导致无水氯化铝水解
(2) ①. 检查装置气密性 ②. ACB
(3) ①. 气体颜色变浅,出现红色液体 ②. +3 ③. 1:2 ④.
【解析】
【分析】简要分析实验流程:装置A是氯气发生装置,利用和浓盐酸加热反应,产生的氯气中含有和水蒸气。装置B用于除去,装置C用于干燥氯气。装置D是铝粉与氯气反应生成的装置。装置E是收集瓶,用于收集生成的。装置G是尾气吸收装置,用于吸收未反应的氯气。装置F位于收集瓶E和尾气吸收装置G之间。由于G中的水蒸气如果进入E,会导致水解,所以F的作用是防止G中的水蒸气进入E。同时,F还需要起到一定的隔离作用,通常盛放浓硫酸,据此解答;
【小问1详解】
根据分析,装置F中的是浓硫酸溶液。其作用是防止G中的水蒸气进入E中,导致无水水解。
【小问2详解】
任何有气体参与或生成的实验,在开始前都必须先 检查装置气密性。添加药品的顺序:先加固体(MnO2粉末),再加液体(浓盐酸)。反应开始时的操作:先加好药品后,再加热。因此接下来的操作依次是ACB。
【小问3详解】
①冰水混合物温度为 。此时会冷凝为红色液体,而仍为气体。如果含有,试管内会出现红色液体,且剩余气体的颜色会变浅。故结论为气体颜色变浅,试管底部出现红色液体。
②中,Na为 ,O为,则Cl为价。生成,化合价升高,作还原剂。 中含有过氧键( 价O),具有强氧化性,还原产物通常为硫酸钠(为价,O为价),即得到2个电子变成。氧化剂得2e⁻,还原剂失 1e⁻。根据电子守恒,氧化剂与还原剂物质的量之比为。
③反应物: 为氧化剂, 化合价变化为 ,得 5e⁻,为还原剂,化合价变化为 ,失2e⁻。最小公倍数为10,所以系数为2, 系数为5。电荷守恒与原子守恒:左边总电荷 ,右边带,需生成平衡电荷。水参与反应提供氧,配平得。离子方程式为。
16. 氨()是重要的化工原料,氢能被称为21世纪的理想清洁能源。研究合成氨反应及氢能的转化利用,有助于理解化学反应速率、反应热和化学能与电能的转化规律。
Ⅰ.工业上常用氮气和氢气反应合成氨,一些共价键的键能如下表所示。
共价键
H—H
N—H
键能
436
946
391
(1)写出该反应的热化学方程式:___________。
Ⅱ.在容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,加入合适催化剂(体积可忽略不计)后,在一定温度下进行反应。测得的物质的量随时间变化如下表所示。
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
0
0.30
0.50
0.64
0.72
0.76
0.76
(2)从反应开始到时,用表示的平均反应速率___________。
(3)使用催化剂可___________(填“增大”或“降低”)反应活化能,试用有效碰撞理论解释催化剂加快反应速率的原因:___________。
(4)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的压强保持不变
B.消耗1 mol N2的同时消耗3 mol H2
C.生成NH3的速率和消耗NH3的速率相等
D.N2、H2和NH3的物质的量之比为1:3:2
E.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(5)在该条件下,达到平衡时的转化率为___________。
Ⅲ.氢气不仅可作为合成氨的原料,还可用于燃料电池。碱性氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质,a、b两电极为多孔铂电极,分别通入H2和O2.工作原理示意图如下:
(6)写出负极的电极反应式:___________。
(7)若该电池工作时消耗标准状况下2.24LO2,则理论上外电路通过的电子数目为___________NA(NA为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2)0.0375 (3) ①. 降低 ②. 催化剂降低活化能,活化分子百分数增大,有效碰撞频率提高,速率加快
(4)ACE (5)38%
(6)
(7)0.4
【解析】
【小问1详解】
反应方程式为:,:,因此答案为:。
【小问2详解】
0~10 min内,NH3从0增加到0.50 mol,容器体积V=2 L:;根据化学计量数关系:,。
【小问3详解】
催化剂能降低反应的活化能,使更多的反应物分子成为活化分子,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞的次数增加,从而加快反应速率,因此答案为:降低;催化剂降低活化能,活化分子百分数增大,有效碰撞频率提高,速率加快。
【小问4详解】
A.该反应是气体分子数减小的反应(4 mol → 2 mol),恒容条件下,压强不变说明各组分浓度不变,反应达平衡,A正确;
B.消耗N2和消耗H2都是正反应方向,不能说明,B错误;
C.生成NH3是正反应,消耗NH3是逆反应,且速率相等,说明,C正确;
D.物质的量之比为1:3:2只是某一时刻可能的状态,与是否平衡无关(平衡时比例取决于转化率),D错误;
E.混合气体总质量不变,总物质的量随反应进行而改变,平均摩尔质量是变量,保持不变说明达平衡,E正确;
因此答案选ACE;
【小问5详解】
25 min后不再变化,说明已达平衡,由反应,,N2转换率。
【小问6详解】
a极通入H2,H2失电子被氧化,a为负极;b极通入O2,O2得电子被还原,b为正极;H2在碱性溶液中失电子,与OH-结合生成H2O,反应为:。
【小问7详解】
正极反应:,标准状况下2.24 L O2的物质的量:,每消耗1 mol O2,转移4 mol电子,转移电子的物质的量:。
17. 工业上利用锌焙砂(主要成分为,含有少量、、等)生产高纯的流程示意图如下。
(1)用足量溶液和氨水“浸出”锌焙砂。
①“浸出”前,锌焙砂预先粉碎的目的是___________,浸出时为什么温度不能太高__________________。
②通过“浸出”步骤,锌焙砂中的转化为,该反应的离子方程式为___________。
(2)“浸出”时转化为。“除砷”步骤①中用作氧化剂,步骤①反应的离子方程式为_____________。
(3)“除重金属”时加入溶液。滤渣II中含有的主要物质是___________和。
(4)“蒸氨”时会出现白色固体,“沉锌”步骤①中加入足量溶液将该白色固体转化为的离子方程式为___________。
(5)“煅烧”步骤中,不同温度下,分解的失重曲线和产品的比表面积变化情况如图1、图2所示。
已知:i.固体失重质量分数。
ii.比表面积指单位质量固体所具有的总面积;比表面积越大,产品的活性越高。
①时煅烧,后固体失重质量分数为,则的分解率为___________%(保留到小数点后一位)。
②根据图1和图2,获得高产率(分解率)、高活性(比表面积)产品的最佳条件是___________(填字母序号)。
a.恒温, b.恒温,
c.恒温, d.恒温,
【答案】(1) ①.
增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高浸出率 ②.
防止氨水受热挥发,降低浸出率 ③.
(2)
(3)
(4)
(5) ①.
②. b
【解析】
【分析】锌焙砂(主要成分为,含有少量、、等)加入硫酸铵溶液和氨水浸出,金属氧化物转化为络离子,转化为。加入溶液、氧化钙、硫酸亚铁除砷得到、氢氧化亚铁、氢氧化铁等,过滤,向滤液中加入BaS除铜离子,过滤,加入锌粉深度除重金属,过滤,蒸氨得到白色固体,加入碳酸氢铵溶液、通二氧化碳得到碳酸锌,烘干煅烧得到氧化锌。
【小问1详解】
① 将锌焙砂预先粉碎,可以增大固体与液体的接触面积,从而加快反应速率,提高锌的浸出率;由于浸出剂中含有氨水,氨水受热易挥发,温度过高会导致氨气大量挥发,降低浸出液中有效成分浓度,从而降低浸出率,故温度不能太高。
②与氨水、硫酸铵反应生成络合物,根据电荷守恒和原子守恒,该反应的离子方程式为 。
【小问2详解】
“除砷”时,作氧化剂,将氧化为,自身被还原为。该反应在氨水环境中进行,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,配平后的离子方程式为。
【小问3详解】
“除重金属”时加入溶液,溶液中的与反应生成极难溶的沉淀,同时与溶液中的结合生成沉淀,故滤渣II的主要成分是和。
【小问4详解】
“沉锌”时,加入足量溶液将白色固体转化为沉淀,根据原子守恒和电荷守恒,离子方程式为。
【小问5详解】
① 分解的化学方程式为。设起始的质量为,则完全分解时的理论失重质量为。当固体失重质量分数为时,实际失重质量为,故的分解率为。
② 由图1可知,恒温和时,失重质量分数均较大;由图2可知,恒温时,产品的比表面积,而后期和时比表面积均。综合考虑,获得高产率、高活性产品的最佳条件是恒温,,故选b。
18. 餐厨垃圾在酶的作用下可获得乙醇,进一步反应可制备有机物和高分子材料,转化关系如图:
已知:
(1)含有的官能团是___________。
(2)D的结构简式是___________。
(3)下列说法中,不正确的是___________。
a.D、E、F均属于烃 b.E和一氯甲烷互为同系物 c.反应②为取代反应
(4)反应③的化学方程式是__________________________,反应④的化学方程式是__________________。
(5)反应⑤的化学方程式是__________________________,反应类型__________________________。
(6)D与氢气发生加成反应得到L,N为的同系物,分子中有5个碳原子,写出有3个-CH3的异构体的结构简式___________。
【答案】(1)碳碳双键、碳氯键
(2)
(3)abc (4) ①. ②.
(5) ①. ②. 取代反应
(6)
【解析】
【分析】乙醇催化氧化得A为,A氧化得B为;乙醇发生消去反应生成D为,D与加成得E为,E消去一分子HCl得F为;B与乙醇酯化生成C为,E在NaOH水溶液中水解得H为,B和H反应生成。
【小问1详解】
F为氯乙烯,结构中含碳碳双键和氯原子两种官能团。
【小问2详解】
乙醇发生消去反应生成乙烯,乙烯和氯气加成得到1,2-二氯乙烷,故D的结构简式为。
【小问3详解】
a.D(乙烯)、F(氯乙烯)中D是烃,但E是1,2-二氯乙烷、F含氯原子,均含除C、H外的Cl元素,不属于烃,a错误;
b.同系物要求结构相似、分子组成差n个,E为二元卤代烃,一氯甲烷为一元卤代烷,结构不相似,不互为同系物,b错误;
c.反应②是1,2-二氯乙烷在强碱作用下消去一分子HCl生成氯乙烯,属于消去反应,不是取代反应,c错误;
故选abc。
【小问4详解】
反应③是F发生加聚反应,化学方程式为 ;反应④是取代反应,氯原子被取代,化学方程式为
【小问5详解】
反应⑤是乙酸和乙二醇的酯化(取代)反应,生成二乙酸乙二酯,化学方程式为 ,反应类型为取代反应。
【小问6详解】
符合条件的异构体结构简式 D(乙烯)加氢得到L为乙烷,L的同系物是5个碳的烷烃(戊烷的同分异构体),含3个的结构为:。
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