陕西省宝鸡教育联盟2022-2023高二下学期期末质量检测化学试题(原卷版+解析版)

宝鸡教育联盟2022-2023学年高二下学期期末质量检测
化学试题
全卷满分100分,考试时间90分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试券和答题卡上,并将条形码粘跕在答题卡上的指定住置。
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:选修5(40%),其他高考内容(60%)。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Fe 56 Cu 64 Zn 64
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. 化学与生活、生产、环境等密切相关。下列叙述错误的是
A. 甲苯与稀硝酸和稀硫酸在加热条件下制得烈性炸药TNT
B. 维生素C具有还原性,在人体内起抗氧化作用
C. 天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D. 工业上常用植物油与氢气反应生产人造奶油
2. 下列化学用语或说法正确的是
A. 为2-丁烯的顺式结构
B. 的系统命名为1,3,4-三甲苯
C. 2,2-二甲基-1-丁醇不能发生消去反应
D. 甲基的电子式为
3. 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. 用铁粉作食品包装袋内的抗氧化剂
C. 用“84”消毒液对房间进行消毒 D. 用氧氧化铝作胃病的治疗剂
4. 中药在抗击新冠肺炎疫情过程中发挥了重要的作用。有机物R()是合成中药丹参醇的中间体,下列有关R的叙述错误的是
A. 该分子中含有两种官能团 B. 和环己醇互同系物
C. 可发生加聚反应 D. 分子中所有碳原子不可能在同一平面上
5. 设表示阿伏加德常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,溶于水,转移的电子数目为
B. 标准状况下,一氯甲烷中含有原子的数目为
C. 电解精炼铜时,当电路中通过个电子时,阳极质量减少
D. 溶液中与数目均为
6. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号元素,W形成的常见单质可做清洁能源,X原子的最内层与最外层电子数之和是电子总数的一半,和的电子层结构相同。下列叙述正确的是
A. 氢化物稳定性:
B. 简单离子半径:
C. 阴离子的还原性:
D. Y的含氧酸的酸性一定比的含氧酸的酸性强
7. 对实验Ⅰ~Ⅳ的实验现象及结果的预测正确的是
A. 实验Ⅰ试管中红色溶液逐渐变成无色溶液
B. 实验Ⅱ验证酸性的强弱:
C. 实验Ⅲ中酸性溶液中出现气泡且颜色逐渐褪去
D. 实验Ⅳ将乙醇溶液放入蒸馏烧瓶中,加热收集(乙醇的沸点)的馏分,得到无水乙醇
8. 将相对分子质量为M的气体化合物(标准状况)溶于水中,得到溶质质量分数为w的溶液,物质的量浓度为,密度为。下列说法正确的是
A. 相对分子质量 B. 溶液密度
C. 质量分数 D. 物质的量浓度
9. 越来越多的高分子材料得到人们的重视,下列有关高分子化合物的说法错误的是
A. 酚醛树脂是用苯酚和甲醇在酸或碱的催化作用下缩合成的高分子化合物
B. 聚乳酸是由单体通过缩聚反应生成的
C 涤纶属于合成纤维
D. 塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料
10. 2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展,排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法:CO2+4H2=CH4+2H2O,这是迄今最接近人造光合作用的方法。CO2加氢制CH4的一种催化机理如图,下列说法正确的是
A. 反应中La2O3是中间产物
B. 反应中La2O2CO3可以释放出带负电荷的CO2·
C. H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H·的过程中ΔS>0
D. 使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
11. 电子厂排放的酸性废液中含有、、和等离子,以这种废液为原料设计制备高纯的工艺流程如图所示(部分操作和条件略)。下列说法正确的是
已知:①(浓)(易溶于有机溶剂);
②,。
A. 反应1的目的仅为氧化变为
B. 在反萃取过程中利用了平衡移动原理,可用水作为反萃取剂
C. 氨水的作用是调节使沉淀,相关反应离子方程式为
D. 为使沉淀完全(浓度小于),需调节溶液
12. 下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作 实验现象 结论
A 将油脂与NaOH溶液共热,冷却后,加入食盐晶体 混合物上层有固态物质析出 油脂发生了皂化反应
B 淀粉溶液和稀混合加热后,再加新制的悬浊液者沸 无砖红色沉淀产生 淀粉未水解
C 将乙醇和浓硫酸共热到后,将生成的气体通入酸性溶液中 溶液褪色 证明乙烯能使溶液褪色
D 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和溶液 均有固体析出 蛋白质均发生变性
A. A B. B C. C D. D
13. 我国科学家发明了一种电池,电解质为、和,通过a和b两种离子交换膜将电解质溶液隔开(减少参加电极反应的离子的迁移更有利于放电),形成M、R、N三个电解质溶液区域,装置示意图如图所示。下列说法正确的是
A. a阴离子交换膜,b是阳离子交换膜
B. R区域的电解质为,且放电后浓度增大
C. 充电时,Zn电极反应为
D. 放电时,消耗26gZn,N区域电解质溶液减少64.0g
14. 某酸是二元弱酸,。常温下,混合溶液的与含粒子的物质的量分数[例如:]的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ代表与溶液的的关系
B. 时,溶液中最大
C. 的数量级为
D. 的
二、非选择题:本题共小题,共58分。
15. 硫酸是重要的化工原料,用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。
某实验小组采用下图装置模拟硫酸工业的接触室,并测定催化氧化为的转化率。
已知:
熔点/℃ 16.8 -72.7
沸点/℃ 44.8 -10
(1)反应开始时,打开,关闭,使和氧气一起通过装置进入中发生反应,反应后的气体进入装置,装置的作用为___________;若将装置换为如图所示装置,实验测得的转化率会偏大,原因为___________(用化学反应方程式解释)。
(2)装置F中___________现象说明气体吸收完全。
(3)实验结束后的操作顺序为___________(填序号)。
①待充分反应后,熄灭处的酒精灯
②停止通入
③停止滴加浓硫酸,关闭,打开
(4)装置B中发生的离子反应方程式为___________,装置B中试剂可替换为___________(填字母)。
A.水 B.溶液
C.溶液 D.饱和溶液
(5)反应结束后测得装置质量增加mg,装置质量增加ng,则该条件下的转化率为___________(用字母表示)。
16. 某研究小组利用某酸性腐蚀废液(含、、、),制取铵明矾的流程如下:
回答下列问题:
(1)请写出加入铁屑时发生反应的离子方程式:___________。
(2)为了使步骤Ⅱ中氧化不引入新的杂质,最好选用的氧化剂是___________(填化学式)。
(3)检验溶液中含有的方法是___________。
(4)工业上将流程中产生的滤渣用碱性溶液氧化可生成一种高效净水剂,写出对应的离子方程式:___________。
(5)固体铵明矾加热过程中,固体质量随温度的变化如图所示[的相对分子质量为]。
若将铵明矾加热灼烧,400℃时剩余固体成分的化学式为___________。
17. 苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一,下面是它的一种实验室合成路线:
+2H2O+H2SO4+NH4HSO4
2+Cu(OH)2→+2H2O
制备苯乙酸的装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。
已知:苯乙酸的熔点为,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)将a中的溶液加热至,缓缓滴加苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至继续反应。在装置中,仪器c的名称是___________,其作用是___________。
(2)反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是___________。
(3)分离苯乙酸粗品的方法是___________,提纯粗苯乙酸的方法是___________。最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是___________(保留两位有效数字)。
(4)用和NaOH溶液制备适量沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是___________。
18. 当前,科学家成功利用和合成了、,这对节能减排、降低碳排放具有重大意义。回答下列问题:
(1)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩乐生成焓。(已知:单质的标准生成焓有)。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
物质
写出由与反应生成与的热化学方程式:___________。
(2)水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理。某催化剂催化反应(*表示吸附态、表示活化能)步骤如下:
Ⅰ.
Ⅱ.___________
Ⅲ.
Ⅳ___________
①请补充其中Ⅱ的反应式:___________。
②反应的决速步骤是___________(填序号)。
(3)利用和重整发生: ,在恒容密闭容器中通入物质的量均为2 mol的和,在一定条件下使和发生上述反应,的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示:
①结合图示,___________(填“大于”或“小于”)。
②若平衡时气体的总压强为,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则x点对应温度下反应的平衡常数___________(已知:气体分压气体总压气体的物质的量分数)。
(4)利用电催化可将同时转化为多种燃料,装置如图2所示。写出铜电极上产生的电极反应式:___________。
19. 化合物可用作化妆品和食品的添加剂。实验室制备的两种合成路线如下:
已知:i. (、为烃基,为H或烃基);
ii.R1COOR2+R2OH (、、为烃基)。
回答下列问题:
(1)反应所需的条件是___________;J含有的官能团名称是___________。
(2)的反应类型是___________;G的结构简式为___________。
(3)Ⅰ与新制碱性悬浊液发生反应的化学方程式为___________。
(4)写出满足下列条件的的同分 构体的结构简式:___________(写出一种即可)。
①能发生银镜反应;
②能使溶液能发生显色反应;
③核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比。
(5)写出以 和为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干):___________。
宝鸡教育联盟2022-2023学年高二下学期期末质量检测
化学试题 答案解析
全卷满分100分,考试时间90分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试券和答题卡上,并将条形码粘跕在答题卡上的指定住置。
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:选修5(40%),其他高考内容(60%)。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Fe 56 Cu 64 Zn 64
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. 化学与生活、生产、环境等密切相关。下列叙述错误的是
A. 甲苯与稀硝酸和稀硫酸在加热条件下制得烈性炸药TNT
B. 维生素C具有还原性,在人体内起抗氧化作用
C. 天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D. 工业上常用植物油与氢气反应生产人造奶油
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲苯与浓硝酸在浓硫酸、加热的条件下生成炸药TNT,故A错误;
B.维生素C具有还原性,在人体内起抗氧化作用,B正确;
C.天然气不完全燃烧会产生CO,CO能与人体的血红蛋白高度结合,可致使动物体内细胞得不到氧气而缺氧死亡,故C正确;
D.植物油含有不饱和碳碳双键,工业上常用植物油与氢气反应生产人造奶油,故D正确。
答案为:A。
2. 下列化学用语或说法正确的是
A. 为2-丁烯的顺式结构
B. 的系统命名为1,3,4-三甲苯
C. 2,2-二甲基-1-丁醇不能发生消去反应
D. 甲基的电子式为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 为2-丁烯的反式结构,A错误;
B. 的系统命名为1,2,4-三甲苯,B错误;
C.2,2-二甲基-1-丁醇中与羟基相连的碳的邻位碳没有氢,不能发生消去反应,C正确;
D.甲基含有1个未成对电子,电子式为 ,D错误;
故选C。
3. 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. 用铁粉作食品包装袋内的抗氧化剂
C. 用“84”消毒液对房间进行消毒 D. 用氧氧化铝作胃病的治疗剂
【答案】D
【解析】
详解】A.过氧化钠具有强氧化性,做供氧剂时发生歧化反应,A不符合题意;
B.铁粉做抗氧化剂吸收氧气,发生氧化还原反应,B不符合题意;
C.“84”消毒液有效成分为NaClO具有强氧化性,消毒时将病毒、细菌等氧化灭杀,C不符合题意;
D.氢氧化铝与胃酸(HCl)反应无化合价变化,不属于氧化还原反应,D符合题意;
故选D。
4. 中药在抗击新冠肺炎疫情过程中发挥了重要的作用。有机物R()是合成中药丹参醇的中间体,下列有关R的叙述错误的是
A. 该分子中含有两种官能团 B. 和环己醇互为同系物
C. 可发生加聚反应 D. 分子中所有碳原子不可能在同一平面上
【答案】B
【解析】
【详解】A.中含碳碳双键和羟基,A项正确;
B.中的官能团为碳碳双键和醇羟基,环己醇中的官能团只有醇羟基,两者结构不相似、且分子组成上不相差若干个“CH2”原子团,两者不互为同系物,B项错误;
C.中含碳碳双键,能发生加聚反应,C项正确;
D.中与*标志的碳原子直接相连的3个碳原子和O原子构成四面体,*标志的碳原子位于四面体中间,故分子中所有碳原子不可能都在同一平面上,D项正确;
答案选B。
5. 设表示阿伏加德常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,溶于水,转移的电子数目为
B. 标准状况下,一氯甲烷中含有原子的数目为
C. 电解精炼铜时,当电路中通过个电子时,阳极质量减少
D. 溶液中与数目均为
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯气与水反应为可逆反应,1molCl2不能完全反应,所以转移电子数小于NA,A错误;
B.标况下一氯甲烷为气体,11.2L为0.5mol,含原子数为0.5×5=2.5NA,B正确;
C.电解精炼铜时,阳极参与反应物质不一定为铜,所以通过NA个电子时,阳极质量变化不能确定,C错误;
D.在溶液中与均发生水解,浓度小于1mol/L,数目小于NA,D错误;
故选B。
6. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号元素,W形成的常见单质可做清洁能源,X原子的最内层与最外层电子数之和是电子总数的一半,和的电子层结构相同。下列叙述正确的是
A. 氢化物稳定性:
B. 简单离子半径:
C. 阴离子的还原性:
D. Y的含氧酸的酸性一定比的含氧酸的酸性强
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号元素,W形成的常见单质可做清洁能源,W为H,X原子的最内层与最外层电子数之和是电子总数的一半,X为S,Y-和Z+电子层结构相同,则Y为Cl,Z为K。
【详解】A.S的非金属性弱于Cl,则氢化物的稳定性H2SB.电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径S2->Cl->K+>H+,B正确;
C.Cl的非金属性强于H,Cl比H更容易得电子,则Cl-比H-更难失电子,还原性Cl-D.Cl的含氧酸的酸性不一定比S的含氧酸的酸性强,如HClO的酸性弱于H2SO4,D错误;
故答案选B。
7. 对实验Ⅰ~Ⅳ的实验现象及结果的预测正确的是
A. 实验Ⅰ试管中红色溶液逐渐变成无色溶液
B. 实验Ⅱ验证酸性的强弱:
C. 实验Ⅲ中酸性溶液中出现气泡且颜色逐渐褪去
D. 实验Ⅳ将乙醇溶液放入蒸馏烧瓶中,加热收集(乙醇的沸点)的馏分,得到无水乙醇
【答案】C
【解析】
【详解】A. 硅酸钠溶液水解呈碱性,遇酚酞变红色,滴入稀盐酸,反应生成硅酸和氯化钠,则红色褪去,可出现白色胶状沉淀或得到凝胶,A错误;
B. 实验Ⅱ中硫酸与碳酸钠反应可产生二氧化碳,二氧化碳通入次氯酸钠溶液中的反应没有现象,则难以通过该实验验证碳酸和次氯酸的酸性强弱,B错误;
C. 实验Ⅲ中石蜡油裂化产生烯烃和烷烃等产物,气态烷烃不与酸性高锰酸钾反应也不溶解、气态烯烃被酸性高锰酸钾氧化,则酸性溶液中出现气泡且颜色逐渐褪去,C正确;
D. 实验Ⅳ将乙醇溶液放入蒸馏烧瓶中,为防止形成恒沸溶液,应加入无水CaO,再加热收集(乙醇的沸点)的馏分,得到无水乙醇,D错误;
答案选C。
8. 将相对分子质量为M的气体化合物(标准状况)溶于水中,得到溶质质量分数为w的溶液,物质的量浓度为,密度为。下列说法正确的是
A. 相对分子质量 B. 溶液密度
C. 质量分数 D. 物质的量浓度
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶质物质的量为=0.5mol,溶液的质量为(0.5mol×Mg/mol+100g),溶液体积为cm3,该物质的物质的量浓度为c=,解得M=g/mol,故A错误;
B.依据c=,则溶液密度为ρ=,故B错误;
C.溶质物质的量为=0.5mol,溶液的质量为(0.5mol×Mg/mol+100g),溶质的质量分数为×100%=,故C错误;
D.令溶液的体积为1L,溶质的物质的量为mol,则该物质的物质的量浓度为c==mol/L,故D正确;
答案为D。
9. 越来越多的高分子材料得到人们的重视,下列有关高分子化合物的说法错误的是
A. 酚醛树脂是用苯酚和甲醇在酸或碱的催化作用下缩合成的高分子化合物
B. 聚乳酸是由单体通过缩聚反应生成的
C. 涤纶属于合成纤维
D. 塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料
【答案】A
【解析】
【详解】A.酚醛树脂是用苯酚和甲醛在酸或碱的催化作用下缩合成的高分子化合物,A错误;
B.聚乳酸是由乳酸单体通过分子间缩聚反应生成的,B正确;
C.涤纶、腈纶等均属于合成纤维,C正确;
D.塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料,D正确。
故答案为:A。
10. 2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展,排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法:CO2+4H2=CH4+2H2O,这是迄今最接近人造光合作用的方法。CO2加氢制CH4的一种催化机理如图,下列说法正确的是
A. 反应中La2O3是中间产物
B. 反应中La2O2CO3可以释放出带负电荷的CO2·
C. H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H·的过程中ΔS>0
D. 使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据CO2加氢制CH4的催化机理图示,催化过程使用的催化剂为La2O3,La2O2CO3为中间产物,故A错误;
B.根据图示,La2O2CO3可以释放出CO2·,活化分子不带电,故B错误;
C.H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H·的过程中,分子混乱度增大,ΔS>0,故C正确;
D.催化剂不能降低反应的焓变,可降低反应的活化能,从而提高化学反应速率,故D错误;
故选:C。
11. 电子厂排放的酸性废液中含有、、和等离子,以这种废液为原料设计制备高纯的工艺流程如图所示(部分操作和条件略)。下列说法正确的是
已知:①(浓)(易溶于有机溶剂);
②,。
A. 反应1的目的仅为氧化变为
B. 在反萃取过程中利用了平衡移动原理,可用水作为反萃取剂
C. 氨水的作用是调节使沉淀,相关反应离子方程式为
D. 为使沉淀完全(浓度小于),需调节溶液
【答案】B
【解析】
【分析】酸性废液中含有、、和等离子,加入Cl2、浓盐酸,将Fe2+氧化为Fe3+,萃取除去Cu2+、沉淀得到Fe(OH)3。
【详解】A.反应1中氯气具有氧化性,Fe2+具有还原性,所以目的为氧化变为,但浓盐酸同时与FeCl3反应,所以A错误;
B.反萃取过程中利用平衡移动原理,加水可以使得各离子浓度降低,平衡逆向移动,达到反萃取目的,B正确;
C.氨水弱碱,不能拆,C错误;
D.,pH最小为所以D错误;
故选B。
12. 下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作 实验现象 结论
A 将油脂与NaOH溶液共热,冷却后,加入食盐晶体 混合物上层有固态物质析出 油脂发生了皂化反应
B 淀粉溶液和稀混合加热后,再加新制悬浊液者沸 无砖红色沉淀产生 淀粉未水解
C 将乙醇和浓硫酸共热到后,将生成的气体通入酸性溶液中 溶液褪色 证明乙烯能使溶液褪色
D 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和溶液 均有固体析出 蛋白质均发生变性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.油脂在碱性条件下发生皂化反应,生成的高级脂肪酸钠形成胶体,加入NaCl可以使胶体聚沉,上层有浮渣生成,A正确;
B.稀硫酸催化淀粉水解,而醛基检验需要在碱性环境中进行,因此应先加NaOH调节pH至碱性,再检验,B错误;
C.生成的乙烯中混有挥发的乙醇蒸气,乙醇也能使酸性高锰酸钾褪色,干扰检验,C错误;
D.饱和NaCl溶液和CuSO4溶液分别使蛋白质发生盐析和变性,均有固体出现,但向NaCl体系加水,固体能溶解,结论不合理,D错误;
故选A。
13. 我国科学家发明了一种电池,电解质为、和,通过a和b两种离子交换膜将电解质溶液隔开(减少参加电极反应的离子的迁移更有利于放电),形成M、R、N三个电解质溶液区域,装置示意图如图所示。下列说法正确的是
A. a是阴离子交换膜,b是阳离子交换膜
B. R区域的电解质为,且放电后浓度增大
C. 充电时,Zn电极反应为
D. 放电时,消耗26gZn,N区域电解质溶液减少64.0g
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,原电池工作时,Zn为负极,被氧化生成,PbO2为正极,发生还原反应,电解质溶液M为KOH,R为K2SO4,N为H2SO4,原电池工作时,负极反应为Zn﹣2e﹣+4OH﹣=,则消耗OH﹣,钾离子向正极移动,正极电极反应式为PbO2++2e﹣+4H+=PbSO4+2H2O,正极消耗氢离子,阴离子向负极移动,则a是阳离子交换膜,b是阴离子交换膜,在同一闭合回路中电子转移数目相等,结合溶液酸碱性及电极材料书写电极反应式和总反应的方程式,以此解答该题。
【详解】A.根据分析,a是阳离子交换膜,b是阴离子交换膜,A错误;
B.根据分析,电解质溶液M为KOH,R为K2SO4,N为H2SO4,正极消耗氢离子,阴离子向负极移动,电池放电后R区域的电解质溶液浓度增大,B错误;
C.充电时,Zn为阴极,Zn电极反应为+2e﹣=Zn+4OH﹣,C错误;
D.26gZn的物质的量为0.4mol,负极反应为Zn﹣2e﹣+4OH﹣=,电路中转移电子0.8mol,N区域转移0.4mol,正极反应为PbO2++2e﹣+4H+=PbSO4+2H2O,电路中转移电子0.8mol,消耗0.4mol,溶液中增加0.8molO原子,所以N区域电解质溶液减少的质量为0.8mol×96g/mol﹣0.8mol×16g/mol=64.0g,D正确;
故选D。
14. 某酸是二元弱酸,。常温下,混合溶液的与含粒子的物质的量分数[例如:]的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ代表与溶液的的关系
B. 时,溶液中最大
C. 的数量级为
D. 的
【答案】C
【解析】
【分析】依图可知,随着pH的增大,I逐渐减小,II先增大后减小,III在一定PH后一直增大,故可知曲线I表示H2RO3,曲线II表示,曲线III表示。
【详解】A.依分析知A正确;
B.由图可知,时,曲线II在最上方,即溶液中最大,B正确;
C.=,当pH=1.23时,=,故此时==10-1.23,即数量级为10-2,C错误;
D.的K=,当在A点即pH=1.23时,=,在B点即pH=4.19时=,故K==102.96,D正确。
故答案为:C。
二、非选择题:本题共小题,共58分。
15. 硫酸是重要的化工原料,用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。
某实验小组采用下图装置模拟硫酸工业的接触室,并测定催化氧化为的转化率。
已知:
熔点/℃ 16.8 -72.7
沸点/℃ 44.8 -10
(1)反应开始时,打开,关闭,使和氧气一起通过装置进入中发生反应,反应后的气体进入装置,装置的作用为___________;若将装置换为如图所示装置,实验测得的转化率会偏大,原因为___________(用化学反应方程式解释)。
(2)装置F中___________现象说明气体吸收完全。
(3)实验结束后的操作顺序为___________(填序号)。
①待充分反应后,熄灭处的酒精灯
②停止通入
③停止滴加浓硫酸,关闭,打开
(4)装置B中发生的离子反应方程式为___________,装置B中试剂可替换为___________(填字母)。
A.水 B.溶液
C.溶液 D.饱和溶液
(5)反应结束后测得装置质量增加mg,装置质量增加ng,则该条件下的转化率为___________(用字母表示)。
【答案】(1) ①. 冰水浴充分冷凝、收集SO3; ②. 2SO2+O2+2BaCl2+2H2O=2BaSO4↓+4HCl;
(2)F中KMnO4颜色未完全褪色;
(3)①③② (4) ①. SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O ②. ACD
(5)
【解析】
【分析】实验采用二氧化硫催化氧化来制取SO3,A装置中浓硫酸与亚硫酸钠制取SO2、B装置盛放NaOH用于吸收尾气、C装置将SO2与O2混合并干燥、D装置用于催化氧化反应、E装置的冰水将SO3冷凝收集、F装置吸收SO2、SO3尾气。
【小问1详解】
由题目可知,SO3的熔点为16.8℃,冰水浴充分冷凝、收集SO3;
在溶液中氧气会继续将SO2氧化2SO2+O2+2BaCl2+2H2O=2BaSO4↓+4HCl;
【小问2详解】
F中采用足量KMnO4来吸收尾气,则KMnO4颜色未完全褪色说明气体吸收完全;
【小问3详解】
反应结束后先熄灭酒精灯停止反应、然后停止通入SO2,继续通入氧气使得容器中SO2被充分吸收,最后停止通入O2;
【小问4详解】
①装置B用于吸收残余的SO2,方程为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
②SO2在水中溶解度1:40,可以用水吸收少量SO2,A正确;
SO2不能与CaCl2反应,不能用CaCl2吸收尾气,B错误;
SO2+2S2-+4H+=S↓+2H2O,可以用Na2S吸收SO2,C正确;
NaHCO3溶液可以吸收SO2,产生CO2,D正确;
【小问5详解】
反应中硫元素仅以SO2、SO3形式存在,所以E中增重为SO3、F中增重为SO2,转化率为
【点睛】该题通过二氧化硫的制备及催化氧化考查学生的化学实验基本素养,明确实验原理和相关物质的性质是解答的关键,关于化学实验的考查今后仍然是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确及灵活运用知识解决实际问题的能力。
16. 某研究小组利用某酸性腐蚀废液(含、、、),制取铵明矾的流程如下:
回答下列问题:
(1)请写出加入铁屑时发生反应的离子方程式:___________。
(2)为了使步骤Ⅱ中氧化不引入新的杂质,最好选用的氧化剂是___________(填化学式)。
(3)检验溶液中含有的方法是___________。
(4)工业上将流程中产生的滤渣用碱性溶液氧化可生成一种高效净水剂,写出对应的离子方程式:___________。
(5)固体铵明矾加热过程中,固体质量随温度的变化如图所示[的相对分子质量为]。
若将铵明矾加热灼烧,400℃时剩余固体成分的化学式为___________。
【答案】(1)Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+
(2)H2O2 (3)取少量溶液于试管中,加入氢氧化钠溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸放试管口,若红色石蕊试纸变蓝,则溶液中含有
(4)3+2Fe(OH)3+4OH-=3Cl-+2+5H2O
(5)
【解析】
【分析】向废液中加入铁屑,三价铁被还原为+2价,铜被置换为铜单质,过滤除去铜和过量的铁屑,向溶液中加入氧化剂将+2价铁氧化为+3价铁,加入氨水调节PH,使铁转化为氢氧化铁沉淀除去,过滤后向溶液中加入硫酸铝合成铵明矾,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得到产品。
【小问1详解】
结合上述分析,加入铁屑时发生反应的离子方程式:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+。
答案为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+;
【小问2详解】
使步骤Ⅱ中氧化不引入新的杂质,最好选用的氧化剂是H2O2;
【小问3详解】
检验溶液中含有的方法是:取少量溶液于试管中,加入氢氧化钠溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸放试管口,若红色石蕊试纸变蓝,则溶液中含有;
【小问4详解】
流程中产生的滤渣为氢氧化铁,用碱性溶液氧化可生成一种高效净水剂,对应的离子方程式:3+2Fe(OH)3+4OH-=3Cl-+2+5H2O;
【小问5详解】
n()=,晶体中m(H2O)=,加热至400°C时,固体质量减少:4.53g-2.73g=1.8g,剩余固体中含有结晶水n(H2O)=,则剩余固体为。
17. 苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一,下面是它的一种实验室合成路线:
+2H2O+H2SO4+NH4HSO4
2+Cu(OH)2→+2H2O
制备苯乙酸的装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。
已知:苯乙酸的熔点为,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)将a中的溶液加热至,缓缓滴加苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至继续反应。在装置中,仪器c的名称是___________,其作用是___________。
(2)反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是___________。
(3)分离苯乙酸粗品的方法是___________,提纯粗苯乙酸的方法是___________。最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是___________(保留两位有效数字)。
(4)用和NaOH溶液制备适量沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是___________。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 冷凝回流
(2)将苯乙酸充分析出、提高产率;
(3) ①. 过滤 ②. 重结晶 ③. 94%
(4)取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀则洗净;
【解析】
【分析】该反应采用苯乙腈水解法来获取苯乙酸,反应后通过物理方法将苯乙酸提纯后进行后续反应。
【小问1详解】
仪器a的名称为球星冷凝管;
竖直放置的冷凝管作用为冷凝回流,减小反应物产物挥发,提高产率;
【小问2详解】
由题目知,苯乙酸微溶于冷水,所以加入冷水可以使得苯乙酸充分析出,提高其收率;
【小问3详解】
①苯乙酸此时为沉淀状态,固液分离采用过滤法;
②又由于可溶于乙醇微溶于冷水可以采用重结晶的方法进行提纯;
③产率,保留两位有效数字为94%;
【小问4详解】
制备过程中杂质可以为Cl-,则洗净时应无法检测出氯离子,取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀则洗净。
【点睛】本题以苯乙腈制备苯乙酸为载体,将实验原理的理解、实验试剂和仪器的选用、实验条件的控制、实验操作规范、实验方案的设计等融为一体,重点考查学生对实验流程的理解、实验装置的观察、信息的加工、实验原理和方法运用、实验方案的设计和评价等能力,也考查学生运用比较、分析等科学方法解决实际问题的能力和逻辑思维的严密性。解题的关键是能读懂实验流程,分析实验各步骤的原理、目的、实验条件等。
18. 当前,科学家成功利用和合成了、,这对节能减排、降低碳排放具有重大意义。回答下列问题:
(1)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩乐生成焓。(已知:单质的标准生成焓有)。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
物质
写出由与反应生成与的热化学方程式:___________。
(2)水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理。某催化剂催化反应(*表示吸附态、表示活化能)步骤如下:
Ⅰ.
Ⅱ.___________
Ⅲ.
Ⅳ.___________
①请补充其中Ⅱ的反应式:___________。
②反应的决速步骤是___________(填序号)。
(3)利用和重整发生: ,在恒容密闭容器中通入物质量均为2 mol的和,在一定条件下使和发生上述反应,的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示:
①结合图示,___________(填“大于”或“小于”)。
②若平衡时气体的总压强为,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则x点对应温度下反应的平衡常数___________(已知:气体分压气体总压气体的物质的量分数)。
(4)利用电催化可将同时转化为多种燃料,装置如图2所示。写出铜电极上产生的电极反应式:___________。
【答案】(1)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=--53.3kJ/mol
(2) ①. ②. I
(3) ①. 小于 ②. 1.6×1011
(4)CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
【解析】
【小问1详解】
由摩尔生成焓定义:
①C(S)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=--241.8kJ/mol
③2H2(g)+1/2O2(g)+C(s)=CH3OH(g) △H=--205.0kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(g)可由-①+②+③得到,所以热化学反应方程为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=--53.3kJ/mol
【小问2详解】
①由题目信息可知,Ⅱ应为CO转变为COOH,则方程为:;
②反应I的活化能最大,为反应的决速步;
【小问3详解】
①该反应为气体分子数增大的反应,相同温度下,压强越大转化率越低,则p1
【小问4详解】
铜电极上CO2被还原:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
【点睛】本题是对化学反应原理的综合考查:
反应中活化能最大的步骤反应速率最慢,为整个反应的决速步;
kp计算时注意利用总压强计算各物质的分压。
19. 化合物可用作化妆品和食品的添加剂。实验室制备的两种合成路线如下:
已知:i. (、为烃基,为H或烃基);
ii.R1COOR2+R2OH (、、为烃基)。
回答下列问题:
(1)反应所需的条件是___________;J含有的官能团名称是___________。
(2)的反应类型是___________;G的结构简式为___________。
(3)Ⅰ与新制碱性悬浊液发生反应的化学方程式为___________。
(4)写出满足下列条件的的同分 构体的结构简式:___________(写出一种即可)。
①能发生银镜反应;
②能使溶液能发生显色反应;
③核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为。
(5)写出以 和为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干):___________。
【答案】(1) ①. 铁粉和液溴 ②. 碳碳双键、羧基
(2) ①. 取代反应 ②.
(3) ++NaOH +Cu2O+3H2O
(4) 、 、 、
(5)
【解析】
【分析】A为苯,与液溴在三溴化铁催化作用下发生取代生成溴苯(B),溴苯与镁在乙醚作用下生成C,C与环乙醚在酸性条件下发生取代生成D,D与PBr3发生取代反应生成E( ),E与镁在乙醚作用下生成F,结合题干已知信息i,可推知G为 ;苯甲醛与乙醛在碱性条件下反应生成I,I被氢氧化铜氧化为J( ),J与氢气加成生成K( ),K与乙醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应生成L( ),结合信息ii,L M反应生成N,逆向可推知M的结构为CH3MgBr。
【小问1详解】
结合上述分析,反应所需的条件是铁粉和液溴;J的结构为 含有的官能团是碳碳双键、羧基。
答案为:铁粉和液溴;碳碳双键、羧基。
【小问2详解】
结合上述分析D与PBr3发生取代反应生成E( ),G的结构简式为
答案:取代反应; 。
【小问3详解】
I被新制碱性悬浊液氧化为 ,Ⅰ与发生反应的化学方程式为: ++NaOH +Cu2O+3H2O。
答案为: ++NaOH +Cu2O+3H2O。
【小问4详解】
①能发生银镜反应,说明含有醛基②能使溶液能发生显色反应,说明含有酚羟基③核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为,说明结构对称,符合条件的同分异构体有: 、 、 、
答案为: 、 、 、 。
【小问5详解】
以 和为原料制备 , 与PBr3发生取代反应生成 , 与镁在乙醚作用下生成 ;在铜催化条件下发生催化氧化为CH3CH2CHO,结合信息i, CH3CH2CHO与 在酸性条件下反应制得 ,合成路线为:
答案为: 。

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