江门市新会区2022-2023学年高一下学期期末考试
化学科试题
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 Al27 S32 Cl35.5 Fe56
一、单选题(本大题16小题,1-10题,每题2分;11-16题,每题4分,共44分)
1. 化学与科学、技术、社会、环境、生产生活密切相关。下列有关说法中正确的是
A. 长期施用硫酸铵化肥会造成土壤板结;硝酸铵是一种高效氮肥,不可直接施用
B. 向豆浆中加入石膏溶液制成豆腐,主要利用石膏能使蛋白质变性的原理
C. 小苏打可用于生产玻璃,也可用来除去物品表面的油污
D. 西药是人工合成药,不能随便吃;中药是天然的,多吃少吃都没关系
2. 下列有关自然资源的开发利用的叙述正确的是
A. 通过石油分馏可以得到汽油
B. 从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体,电解熔融氯化铝得到铝
C. 石油的裂化和裂解属于化学变化,而煤的液化、气化属于物理变化
D. 煤中含有苯和甲苯,可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来
3. 不仅化工生产应遵循绿色化学的原则,化学实验也应遵循绿色化学的原则,实现原料和过程的绿色化学。下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是
①在萃取操作演示实验中,将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水
②在铜与浓硝酸反应的实验中,将铜片改为可调节高度的铜丝
③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放
④用双氧水代替高锰酸钾制氧气
⑤将用铜粉与浓硫酸反应制取硫酸铜的实验方案改为先将铜粉在空气中充分加热制得氧化铜,再将氧化铜溶解在稀硫酸中
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①②③④⑤
4. 根据乙烯的性质可以推测丙烯(CH2=CH-CH3)的性质,下列说法错误的是
A. 丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 丙烯能在空气中燃烧
C. 丙烯与溴发生加成反应的产物是CH2Br-CH2-CH2Br D. 聚丙烯的结构可以表示为
5. 下列关于材料的说法不正确的是
A. 钢是用量最大的合金材料,钢中加入稀土元素可改善钢的性能
B. 储氢合金是一类通过物理方法吸附的新型合金材料
C. 中国天眼用到的碳化硅是一种新型陶瓷材料
D. 石墨烯是一种具有优异性能的新型材料
6. 乙醇分子结构式如图所示,下列反应及断键部位不正确的是
A. 乙醇与钠的反应是①键断裂
B. 乙醇的催化氧化反应是②③键断裂
C. 乙醇的燃烧反应是所有键断裂
D. 乙醇与乙酸反应是①键断裂
7. 糖类、油脂、蛋白质都是与生命息息相关的物质,下列有关说法正确的是
A. 葡萄糖和蔗糖是同系物,淀粉和纤维素是同分异构体
B. 淀粉、纤维素、油脂、蛋白质都是高分子化合物,都能发生水解反应
C. “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”“泪”分别是纤维素和油脂
D. 通过灼烧时产生气味可以鉴别蚕丝和棉纱
8. 下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是
A. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
B. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
C. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D. ,反应体系中与的物质的量之比保持3:1
9. 如图是N元素及其化合物“价—类”二维图。
下列说法正确的是
A. 实验室采用向上排空气法收集A
B. 化合物B的水溶液能导电,证明B是电解质
C. 控制不同的反应条件,C与E也能相互转化
D. 两支玻璃棒分别蘸取B的浓溶液与D的浓溶液,靠近后会产生白雾
10. 对于敞口容器中的化学反应:,下列叙述中正确的是
A. 改用浓硫酸可以加快该反应的化学反应速率
B. 反应过程中能量关系可如上图表示
C. 若将该反应设计成原电池,电解质溶液中H+向锌一极移动
D. 若将该反应设计成原电池,当有32.5 g锌溶解时正极放出22.4 L气体
11. 下列实验设计装置正确且能够达到目的的是
A. 实验室模拟石油分馏
B. 比较乙酸、碳酸的酸性强弱
C. 制取并收集乙酸乙酯
D. 收集乙烯并验证它与溴水发生加成反应
12. 新型乙醇燃料电池,用能传递质子()的介质作溶剂,反应为,如图是该电池的示意图,下列说法正确的是
A. a极为电池的正极
B. 电池工作时,1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移
C. 电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极
D. 电池正极的电极反应为:
13. 一定条件下进行反应:COCl2(g) Cl2(g)+CO(g),向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol COCl2(g),反应过程中测得的有关数据见下表:
t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
下列说法不正确的是
A. 生成Cl2平均反应速率,0~2s比2~4s快 B. 0~2s COCl2的平均分解速率为0.15mol·L-1·s-1
C. 6s时,反应达到最大限度 D. 该条件下,COCl2的最大转化率为40%
14. 下列方程式正确的是_____
A. 硫化钠溶液中加入少量稀硝酸:
B. 铁与水蒸气高温下反应:
C. 向碳酸钠溶液中通入少量SO2:
D. 碳酸氢铵溶液中加入足量氢氧化钠:
15. 下列关于有机化合物的认识中,正确的是
A. 分子式为C4H10O的醇共有4种
B. 淀粉、纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
C. 乙酸( CH3COOH)与油酸(C17H33COOH)互为同系物
D. 包装用的材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃
16. 下列有关含硫物质转化判断正确的是
A. 0.1 mol Cu与足量的硫充分反应,生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g
B. 如图是铜与浓硫酸反应的实验装置。B中盛装的是浓硫酸,作用是干燥SO2
C. Cu投入稀硫酸中加热,没有明显变化,加入一定量的H2O2溶液,金属Cu逐渐溶解,反应中H2O2起催化作用
D. 向铜与浓硫酸反应后的混合溶液中加水,判断有无铜离子
二、非选择题(本题包括4小题,共56分)
17. SO2和NOx是主要的大气污染物。
Ⅰ.某学习小组认为一定条件下,用NH3与NO2反应转化为无污染物质可进行汽车尾气无害化处理。
(1)氨气的制备
①实验室制取氨气的化学方程式为___________。
②实验室制备和收集纯净、干燥的氨气,可以选择下图装置中的___________(填字母序号)。
(2)氨气与二氧化氮的反应(已知:)。将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2 (两端用夹子K1、K2夹好),在一定温度下按下图装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中_____ ②反应的化学方程式_____
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝集
打开K2 Z中溶液产生倒吸现象
③烧杯Z中应盛装___________。
Ⅱ.该小组进一步研究SO2的性质,探究SO2能否与发生氧化还原反应。
(3)利用(2)中装置,将Y中的药品更换为少量Na2O2,将注射器X中SO2慢推入Y中,Y装置中淡黄色粉末颜色变成白色。设计方案检验生成的白色物质中含有,其方案为___________。写出SO2与Na2O2反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目___________。
18. 海水中有丰富的资源,海底有丰富的矿藏、石油、天然气等,海水中还含有大量的电解质,它们电离产生Cl-、Br-、I-、、Na+、Mg2+、Ca2+等,都是重要资源。开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务,如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出步骤②、⑧分离提纯的方法:②__________,⑧__________。
(2)步骤⑦分离提纯过程中需要选用的玻璃仪器除烧杯外,还需要的仪器是___________。
(3)步骤③的是电解食盐水,工业上称为氯碱工业,D具有杀菌消毒的作用,在喷洒前需要在空气中晾置一会,这样做的原因是___________。
(4)初步提纯后的粗盐中含有Mg2+、Ca2+、等杂质,精制时所用的试剂为①盐酸②氯化钡溶液③氢氧化钠溶液④碳酸钠溶液,下列试剂添加顺序合理的是___________。
A. ②③④① B. ③④①② C. ④③②① D. ③②④①
(5)流程⑥将溴单质从水溶液中分离出来是利用溴单质具有___________性。对粗溴一般做如下处理:
其中步骤Ⅱ、Ⅲ起到的作用是___________。写出步骤Ⅱ中用SO2吸收Br2的离子方程式:___________。
19. 化学反应与能量,是学习和研究化学原理的重要内容。在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2mol,一定条件下发生反应:,测得CO和(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率___________。下列措施能增大反应速率的是___________(填字母)。
A.升高温度 B.降低压强 C.减小的浓度 D.加入合适的催化剂
(2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A. CO、和三种物质的浓度相等
B. 混合气体的密度不随时间的变化而变化
C. 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D. 单位时间内消耗2mol的同时生成1mol
(3)平衡时CO的体积分数(即物质的量分数)为___________(保留3位有效数字)。
(4)该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”),已知断开1molCO(g)和2mol(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol(g)中的化学键所需要吸收________kJ的能量。
(5)归燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为。则下列说法正确的是___________(填序号)。
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4g转移1.2mol电子
20. 丙烯酸乙酯天然存在于菠萝等水果中,是一种食品用合成香料,可以用乙烯、丙烯等石油化工产品为原料进行合成:
(1)乙烯是石油化学工业重要的基本原料,它的电子式为___________。
(2)无机物M的化学式为________;由乙烯生成有机物A的化学反应的类型是_______。
(3)有机物B中含有的官能团是___________(填名称)。
(4)A与B反应生成丙烯酸乙酯的化学方程式是________,该反应的类型是_______。
(5)久置的丙烯酸乙酯自身会发生聚合反应,所得聚合物具有较好的弹性,可用于生产织物和皮革处理剂。请用化学方程式表示上述聚合过程_______。
江门市新会区2022-2023学年高一下学期期末考试
化学科试题 答案解析
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 Al27 S32 Cl35.5 Fe56
一、单选题(本大题16小题,1-10题,每题2分;11-16题,每题4分,共44分)
1. 化学与科学、技术、社会、环境、生产生活密切相关。下列有关说法中正确的是
A. 长期施用硫酸铵化肥会造成土壤板结;硝酸铵是一种高效氮肥,不可直接施用
B. 向豆浆中加入石膏溶液制成豆腐,主要利用石膏能使蛋白质变性的原理
C. 小苏打可用于生产玻璃,也可用来除去物品表面的油污
D. 西药是人工合成药,不能随便吃;中药是天然的,多吃少吃都没关系
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫酸铵是强酸弱碱盐,水溶液显酸性,长期施用硫酸铵化肥会造成土壤板结。硝酸铵的阳离子和阴离子都含有氮元素,该物质易溶于水,能够被植物吸收利用,因此是一种高效氮肥,但由于其受到撞击或受热会发生分解而导致爆炸,因此不可直接施用,A正确;
B.豆浆中含有蛋白质,由于蛋白质分子直径比较大,因此豆浆属于胶体,向其中加入电解质石膏,蛋白质发生聚沉制成豆腐,而不是蛋白质发生变性,B错误;
C.生产玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英,不是使用小苏打,C错误;
D.俗话说是药三分毒,西药是人工合成药,不能随便吃;中药是天然的,也不能乱吃,否则会导致药物中毒,甚至危机生命,D错误;
故合理选项是A。
2. 下列有关自然资源的开发利用的叙述正确的是
A. 通过石油分馏可以得到汽油
B. 从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体,电解熔融氯化铝得到铝
C. 石油的裂化和裂解属于化学变化,而煤的液化、气化属于物理变化
D. 煤中含有苯和甲苯,可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来
【答案】A
【解析】
【详解】A.石油是多种烷烃、环烷烃的混合物,它们的沸点不同,因此可以通过石油分馏可以得到汽油、煤油、柴油等多种成分,A正确;
B.氯化铝是由分子构成的共价化合物,在熔融状态不能导电,因此不能通过电解熔融氯化铝得到铝,而应该通过电解熔融氧化铝的方法冶炼铝,B错误;
C.石油的裂化和裂解及煤的液化、气化过程中都产生新的物质,因此发生的变化均属于化学变化,C错误;
D.煤是多种无机物和有机物组成的混合物,但其中不含有苯和甲苯。煤通过干馏后得到的煤焦油中含有苯和甲苯等多种成分,可根据它们沸点的不同,通过分馏的方法将它们分离出来,D错误;
故合理选项是A。
3. 不仅化工生产应遵循绿色化学的原则,化学实验也应遵循绿色化学的原则,实现原料和过程的绿色化学。下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是
①在萃取操作的演示实验中,将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水
②在铜与浓硝酸反应的实验中,将铜片改为可调节高度的铜丝
③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放
④用双氧水代替高锰酸钾制氧气
⑤将用铜粉与浓硫酸反应制取硫酸铜的实验方案改为先将铜粉在空气中充分加热制得氧化铜,再将氧化铜溶解在稀硫酸中
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①②③④⑤
【答案】D
【解析】
【详解】①溴水易挥发出有毒的溴蒸气,改用碘水可减少有毒气体的挥发;②铜与浓硝酸剧烈反应产生有毒的NO2气体,将铜片改为可调节高度的铜丝可及时终止反应,减少NO2气体的排放量;③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放可以减少对水的污染;④用双氧水制氧气副产物为水,不产生污染;⑤既杜绝了产生SO2而导致的污染,又提高了硫原子的利用率。以上过程均做到了从源头上减少或杜绝污染,符合绿色化学的思想。答案选D。
4. 根据乙烯的性质可以推测丙烯(CH2=CH-CH3)的性质,下列说法错误的是
A. 丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 丙烯能在空气中燃烧
C. 丙烯与溴发生加成反应的产物是CH2Br-CH2-CH2Br D. 聚丙烯的结构可以表示为
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,能被酸性KMnO4溶液氧化,因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B.丙烯属于烯烃,能在空气中燃烧,反应产生CO2、H2O,B正确;
C.丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,与溴发生加成反应时,断裂碳碳双键中较活泼的碳碳键,然后在两个不饱和的C原子上各形成1个C-Br键,反应产生CH2Br-CHBr-CH3,C错误;
D.丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下,断裂碳碳双键中较活泼的碳碳键,然后这些不饱和的C原子彼此结合形成长链,就得到聚丙烯,其结构简式是 ,D正确;
故合理选项是C。
5. 下列关于材料的说法不正确的是
A. 钢是用量最大的合金材料,钢中加入稀土元素可改善钢的性能
B. 储氢合金是一类通过物理方法吸附的新型合金材料
C. 中国天眼用到的碳化硅是一种新型陶瓷材料
D. 石墨烯是一种具有优异性能的新型材料
【答案】B
【解析】
【详解】A. 钢是铁碳等多种元素形成的合金,是用量最大的合金材料,钢中加入稀土元素可改善钢的性能,A正确;
B.储氢合金能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物,故该过程有化学变化,B错误;
C. 中国天眼用到的碳化硅是一种超硬、耐磨、耐高温的物质,是一种新型陶瓷材料,C正确;
D. 石墨烯是由碳原子组成的只有一层原子厚度的晶体,是一种新型材料,具有优良的导电和光学性能,D正确;
答案选B。
6. 乙醇分子结构式如图所示,下列反应及断键部位不正确的是
A. 乙醇与钠的反应是①键断裂
B. 乙醇的催化氧化反应是②③键断裂
C. 乙醇的燃烧反应是所有键断裂
D. 乙醇与乙酸反应是①键断裂
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇与钠的反应是置换反应,-OH中的H原子被Na替代,所以是①键断裂,A正确;
B.乙醇发生催化氧化反应时,生成乙醛,是①③键断裂,同时在②处形成双键,B不正确;
C.乙醇发生燃烧反应时,生成二氧化碳和水,所有的共价键都断裂,C正确;
D.乙醇与乙酸发生酯化反应时,酸脱羟基醇脱氢,①键断裂,D正确;
故选B。
7. 糖类、油脂、蛋白质都是与生命息息相关的物质,下列有关说法正确的是
A. 葡萄糖和蔗糖是同系物,淀粉和纤维素是同分异构体
B. 淀粉、纤维素、油脂、蛋白质都是高分子化合物,都能发生水解反应
C. “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”“泪”分别是纤维素和油脂
D. 通过灼烧时产生的气味可以鉴别蚕丝和棉纱
【答案】D
【解析】
【详解】A. 葡萄糖是单糖,蔗糖是二糖,二者结构不相似,不能互为同系物,淀粉和纤维素均是高分子化合物,不能互为同分异构体,A项错误;
B. 油脂是高级脂肪酸和甘油形成的酯类,不是高分子化合物,B项错误;
C. “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”“泪”分别是蛋白质和烃类物质,不是纤维素和油脂,C项错误;
D. 蚕丝主要成分是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,棉纱的主要成分是纤维素,灼烧时有烧纸的气味,可以通过灼烧时产生的气味鉴别二者,D项正确;
答案选D。
8. 下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是
A. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
B. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
C. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D. ,反应体系中与的物质的量之比保持3:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为等体积反应,随着反应进行,溴蒸气的物质的量不断变化,体系中气体的颜色不断变化,故恒温恒容下,体系内气体颜色保持不变说明反应达到平衡状态,A正确;
B.该反应正反应为气体体积减小的反应,恒温恒容条件下随着反应进行,体系内气体的压强不断变化,现体系压强保持不变,说明反应达到平衡,B正确;
C.该反应中只有二氧化碳是气体,随着反应进行,二氧化碳的物质的量不断变化,恒温恒容条件下体系气体的密度保持不变,说明反应达到平衡,C正确;
D.若N2和H2的初始投料比为1:3,则不管反应是否达到平衡,反应体系中H2和N2的物质的量之比保持为3:1,D错误;
故答案选D。
9. 如图是N元素及其化合物的“价—类”二维图。
下列说法正确的是
A. 实验室采用向上排空气法收集A
B. 化合物B的水溶液能导电,证明B是电解质
C. 控制不同的反应条件,C与E也能相互转化
D. 两支玻璃棒分别蘸取B的浓溶液与D的浓溶液,靠近后会产生白雾
【答案】C
【解析】
【分析】根据化合物中元素的化合价以及物质的组成与分类来分析:B为NH3,A为NO,C为NO2,D为硝酸,E为硝酸盐。
【详解】A. A点所示物质中氮元素的化合价为+2价,其化学式为NO,NO易与氧气反应,实验室采用排水法收集A,故A错误;
B. B点对应的物质是NH3,化合物B的水溶液能导电,是因为生成了NH3 H2O能电离,但NH3本身没有电离,不能证明B是电解质,故B错误;
C. 控制不同的反应条件,C与E也能相互转化,如:NO2与水反应生成硝酸,浓硝酸和铜反应生成NO2,故C正确;
D. 两支玻璃棒分别蘸取NH3的浓溶液与硝酸的浓溶液,靠近后会产生硝酸铵固体,是白烟,故D错误;
故选C。
10. 对于敞口容器中的化学反应:,下列叙述中正确的是
A. 改用浓硫酸可以加快该反应的化学反应速率
B. 反应过程中能量关系可如上图表示
C. 若将该反应设计成原电池,电解质溶液中H+向锌一极移动
D. 若将该反应设计成原电池,当有32.5 g锌溶解时正极放出22.4 L气体
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硫酸中硫酸主要以H2SO4分子存在,溶液中H+浓度很小,Zn与浓硫酸反应产生ZnSO4、SO2、H2O,不能反应产生H2,因此浓硫酸不能提高化学反应速率,A错误;
B.Zn与稀硫酸反应产生ZnSO4、H2,该反应是放热反应,说明反应物总能量比生成物的总能量高,故图示可以表示反应过程中能量关系,B正确;
C.该反应是放热的氧化还原反应,可以设计为原电池,在反应过程中H+会向负电荷较多的正极移动,而Zn为负极材料,因此阳离子H+不会向负极锌一极移动,C错误;
D.32.5 g锌的物质的量是n(Zn)=,根据同一闭合回路中电子转移数目相等,可知正极放出0.5 mol H2气体,但由于未知气体所处的外界条件,因此不能确定气体的体积大小,D错误;
故合理选项是B。
11. 下列实验设计装置正确且能够达到目的的是
A. 实验室模拟石油分馏
B. 比较乙酸、碳酸的酸性强弱
C. 制取并收集乙酸乙酯
D. 收集乙烯并验证它与溴水发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.石油分馏时,利用温度计测量馏分蒸气的温度,温度计水银球应该在蒸馏烧瓶支管口附近,不能伸入到液面以下,A错误;
B.乙酸具有挥发性,挥发的乙酸溶解在冷水中被除去,然后将CO2通入到澄清石灰水中,根据石灰水是否变浑浊以检验CO2气体产生,根据复分解反应的规律,可证明酸性:乙酸>碳酸,B正确;
C.反应物乙酸及乙醇易挥发,会与制取得到的乙酸乙酯通过导气管进入到盛有饱和碳酸钠溶液的试管中,为达到除杂及防止倒吸的作用,导气管应该在饱和碳酸钠溶液的液面上,C错误;
D.乙烯的密度比空气小,应该使用向下排空气的方法收集,D错误;
故合理选项是B。
12. 新型乙醇燃料电池,用能传递质子()的介质作溶剂,反应为,如图是该电池的示意图,下列说法正确的是
A. a极为电池的正极
B. 电池工作时,1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移
C. 电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极
D. 电池正极的电极反应为:
【答案】D
【解析】
【分析】由质子向正极移动可知,b为正极,a为负极,负极上乙醇失去电子,正极上氧气得到电子,电流从正极流向负极,以此来解答。
【详解】A.由质子向正极移动可知,b为正极,a为负极,故A错误;
B.乙醇中碳元素化合价是-2价,被氧化转化为二氧化碳,所以电池工作时,1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移,故B错误;
C.电流从正极流向负极,则电流由b极沿导线经灯泡再到a极,故C错误;
D.正极上氧气得到电子,且电解质溶液为酸性,则正极的电极反应为:,故D正确;
故选:D。
13. 一定条件下进行反应:COCl2(g) Cl2(g)+CO(g),向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol COCl2(g),反应过程中测得的有关数据见下表:
t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
下列说法不正确的是
A. 生成Cl2的平均反应速率,0~2s比2~4s快 B. 0~2s COCl2的平均分解速率为0.15mol·L-1·s-1
C. 6s时,反应达到最大限度 D. 该条件下,COCl2的最大转化率为40%
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据表中数据可以知道,在0~2s中氯气变化了0.3mol,在2~4s中氯气变化了0.09mol,所以生成Cl2的平均反应速率,0~2s比2~4s快,故A正确;
B.在0~2s中氯气变化了0.3mol,根据化学方程式COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)可以知道,用去COCl2气体的物质的量为0.3mol,所以0~2sCOCl2的平均分解速率为=0.075mol·L-1·s-1,故B错误;
C.6s之后,氯气的物质的量不再变化,说明反应已经处于平衡状态,反应达到最大限度,故C正确;
D.根据表中数据,平衡时生成氯气0.4mol,即用去COCl2气体的物质的量为0.4mol,所以转化率=×100%=40%,故D正确。
故选B。
14. 下列方程式正确的是_____
A. 硫化钠溶液中加入少量稀硝酸:
B. 铁与水蒸气在高温下反应:
C. 向碳酸钠溶液中通入少量SO2:
D. 碳酸氢铵溶液中加入足量氢氧化钠:
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀硝酸具有强氧化性,硫化钠具有还原性,硫化钠溶液中加入少量稀硝酸,由于稀硝酸不足量,二者发生氧化还原反应产生NaNO3、S、NO、H2O,反应的离子方程式为:3S2-+8H++2=3S↓+2NO↑+4H2O,A错误;
B.反应符合事实,遵循质量守恒定律,B正确;
C.向碳酸钠溶液中通入少量SO2,反应产生Na2SO3、CO2气体,反应的离子方程式为:,C错误;
D.碳酸氢铵电离产生的阳离子、阴离子都会与OH-发生反应,该反应的离子方程式应该为:++2OH-=+ NH3·H2O+H2O,D错误;
故合理选项是B。
15. 下列关于有机化合物认识中,正确的是
A. 分子式为C4H10O的醇共有4种
B. 淀粉、纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
C. 乙酸( CH3COOH)与油酸(C17H33COOH)互为同系物
D. 包装用的材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃
【答案】A
【解析】
【详解】A. 分子式为C4H10O的醇共有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH4种,A正确;
B. 淀粉、纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,但二者化学式中的n值不同,所以二者不互为同分异构体,B错误;
C. 乙酸( CH3COOH)为饱和一元酸,油酸(C17H33COOH)为不饱和一元酸,二者不互为同分异构体,C错误;
D. 包装用的材料聚氯乙烯属于烃的衍生物,不属于烃,D错误。
故选A。
【点睛】烃是仅含C、H两种元素的有机物,而烃的衍生物种类很多,不局限于含C、H、O三种元素,还可能含有氮元素、硫元素、卤素等。
16. 下列有关含硫物质转化判断正确的是
A. 0.1 mol Cu与足量的硫充分反应,生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g
B. 如图是铜与浓硫酸反应的实验装置。B中盛装的是浓硫酸,作用是干燥SO2
C. Cu投入稀硫酸中加热,没有明显变化,加入一定量的H2O2溶液,金属Cu逐渐溶解,反应中H2O2起催化作用
D. 向铜与浓硫酸反应后的混合溶液中加水,判断有无铜离子
【答案】A
【解析】
【详解】A.Cu与S混合加热发生反应产生Cu2S,若Cu物质的量是0.1 mol,则反应产生0.05 mol Cu2S,消耗S的物质的量是0.05 mol,因此固体质量增加了0.05 mol×32 g/mol=1.6 g,A正确;
B.在如图铜与浓硫酸反应的实验装置中,B中盛装的应该是饱和NaHSO3溶液,作用是储存SO2,并可作安全瓶,防止倒吸的作用,B错误;
C.H2O2溶液具有强氧化性,在酸性条件下将Cu氧化为Cu2+,反应方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,在该反应中H2O2的作用是氧化剂,C错误;
D.反应后溶液中含有大量浓硫酸,要根据硫酸的稀释原则进行操作,即应该待溶液冷却后,取少量溶液加入到盛有水的容器中,根据溶液是否变为蓝色,确定其中是否含有Cu2+,D错误;
故合理选项是A。
二、非选择题(本题包括4小题,共56分)
17. SO2和NOx是主要的大气污染物。
Ⅰ.某学习小组认为一定条件下,用NH3与NO2反应转化为无污染物质可进行汽车尾气无害化处理。
(1)氨气的制备
①实验室制取氨气的化学方程式为___________。
②实验室制备和收集纯净、干燥的氨气,可以选择下图装置中的___________(填字母序号)。
(2)氨气与二氧化氮的反应(已知:)。将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2 (两端用夹子K1、K2夹好),在一定温度下按下图装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中_____ ②反应的化学方程式_____
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝集
打开K2 Z中溶液产生倒吸现象
③烧杯Z中应盛装___________。
Ⅱ.该小组进一步研究SO2的性质,探究SO2能否与发生氧化还原反应。
(3)利用(2)中装置,将Y中的药品更换为少量Na2O2,将注射器X中SO2慢推入Y中,Y装置中淡黄色粉末颜色变成白色。设计方案检验生成的白色物质中含有,其方案为___________。写出SO2与Na2O2反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目___________。
【答案】(1) ①. 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ②. ACDF
(2) ①. 气体颜色变浅 ②. 8NH3+6NO27N2+12H2O ③. NaOH溶液
(3) ①. 取少量生成的白色固体溶于水,配成溶液,向其中加入稀盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明生成的产物中含 ②.
【解析】
【分析】(1)①在实验室采用加热氯化铵和氢氧化钙的混合物的方法制取氨气;②固体加热制备气体,可以选择A为发生装置;氨气为碱性气体,干燥管中可以盛放碱石灰对氨气进行干燥;氨气极易溶于水,可以采用D装置,采用短进长出的方法收集氨气;最后用F装置进行尾气处理,同时可以防止倒吸;
(2)NO2可以与NaOH完全反应,氨气可以溶于水,NO2是红棕色气体,随着反应的进行,气体颜色逐渐变浅;
(3)实验室用铜丝和浓硫酸反应制取SO2气体,SO2与Na2O2反应产生Na2SO4,可根据BaSO4是白色既不溶于水,也不溶于酸的性质进行检验,根据元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移数目分析电子转移。
【小问1详解】
①实验室采用加热氯化铵和氢氧化钙的混台物的方法制取氨气,该反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②根据上述分析可知,选择装置A制取NH3,选择装置C干燥NH3,选择装置D收集NH3,并选用装置F进行尾气处理,故选择图l装置中序号是ACDF;
【小问2详解】
NO2可以与NaOH完全反应,氨气可以溶于水,所以烧杯中盛放NaOH溶液,可以对多余的气体进行尾气处理,打开K1,推动注射器活塞,使注射器中的气体缓慢通入Y管中,与红棕色的NO2气体发生反应:8NH3+6NO27N2+12H2O;故会看到Y中的气体颜色变浅,将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温,Y管中有少量水珠,生成的气态水凝集为液态水,NO2能够与NaOH溶于发生反应:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,NH3能够溶解在溶液中,故Z中溶液可以为NaOH溶液;
【小问3详解】
SO2气体具有还原性,淡黄色固体Na2O2具有强氧化性,二者会发生氧化还原反应:SO2+Na2O2=Na2SO4。Na2SO4是白色既不溶于水,也不溶于酸的物质,据此检验,故检验的方法是:取少量生成的白色固体溶于水,配成溶液,向其中加入盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明生成的产物中含。在该反应中SO2为还原剂,Na2O2为氧化剂,反应过程中转移电子数目是2e-,用单线桥法表示电子转移为: 。
18. 海水中有丰富的资源,海底有丰富的矿藏、石油、天然气等,海水中还含有大量的电解质,它们电离产生Cl-、Br-、I-、、Na+、Mg2+、Ca2+等,都是重要资源。开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务,如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出步骤②、⑧分离提纯的方法:②__________,⑧__________。
(2)步骤⑦分离提纯过程中需要选用的玻璃仪器除烧杯外,还需要的仪器是___________。
(3)步骤③的是电解食盐水,工业上称为氯碱工业,D具有杀菌消毒的作用,在喷洒前需要在空气中晾置一会,这样做的原因是___________。
(4)初步提纯后的粗盐中含有Mg2+、Ca2+、等杂质,精制时所用的试剂为①盐酸②氯化钡溶液③氢氧化钠溶液④碳酸钠溶液,下列试剂添加顺序合理的是___________。
A. ②③④① B. ③④①② C. ④③②① D. ③②④①
(5)流程⑥将溴单质从水溶液中分离出来是利用溴单质具有___________性。对粗溴一般做如下处理:
其中步骤Ⅱ、Ⅲ起到的作用是___________。写出步骤Ⅱ中用SO2吸收Br2的离子方程式:___________。
【答案】(1) ① 过滤 ②. 蒸馏
(2)分液漏斗 (3)反应产生更多的HClO,以提高其杀菌消毒作用 (4)AD
(5) ①. 挥发 ②. 富集Br2 ③. Br2+SO2+2H2O=2Br-++4H+
【解析】
【分析】海水中还含有大量的电解质,它们电离产Cl-、Br-、I-、、Na+、Mg2+、Ca2+等, 通过蒸发浓缩得到粗盐和卤水为母液,粗盐通过过滤除去泥沙得到初步提纯的粗盐,加入试剂除去杂质离子精制得到精盐,制成饱和溶液电解得到氢氧化钠、氯气、氢气。D具有杀菌消毒的作用说明为次氯酸钠,说明A、B为氯气和氢氧化钠,C为氢气,母液中含有溴离子、镁离子等,加入氧化剂氯水氧化溴离子为溴单质,利用溴单质具有易挥发性用热空气吹出溴单质,得到粗溴;海带灼烧溶解得到含碘离子的水溶液,加入氧化剂氧化碘离子为碘单质,加入有机萃取剂萃取碘单质,分液后的有机层蒸馏得到碘单质。
【小问1详解】
操作②是分离溶液和难溶性的固体,用过滤操作,所以步骤②为过滤;粗盐经提纯化学处理后过滤可得到氯化钠溶液,⑦为碘的萃取和分液,⑧为从有机溶剂中提取碘单质,根据二者沸点的不同,需要蒸馏方法分离;
【小问2详解】
步骤⑦分离提纯方法为萃取,需要选用主要玻璃仪器为分液漏斗、烧杯,故所需玻璃仪器除烧杯外,还需要使用分液漏斗;
【小问3详解】
根据上述分析可知D为次氯酸钠,由于酸性:H2CO3>HClO,将D在喷洒前在空气中晾置一会儿,就会与空气中的CO2发生反应:2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO,反应产生更多的HClO,以提高其杀菌消毒作用;
小问4详解】
因用蒸发结晶的方法从海水中获得食盐,其中含有较多的杂质离子如Mg2+、Ca2+、等。Mg2+用氢氧根离子沉淀,加入过量的石灰乳可以将Mg2+沉淀,用Ba2+沉淀,加入过量的BaCl2溶液可以将离子沉淀,至于先除Mg2+,还是先除都可以,Ca2+用沉淀,除加入Na2CO3溶液转化为CaCO3沉淀,但是加入的Na2CO3要放在加入BaCl2溶液之后,这样Na2CO3会除去反应剩余的BaCl2,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以添加试剂的顺序为②③④①或③②④①,故合理选项为AD;
【小问5详解】
单质溴是易挥发的液体,将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质的挥发性。根据上述分析可知向母液中加入氧化剂获得低浓度Br2溶液,可根据其易挥发的特点,向其中通入热空气,使其气化并被SO2的水溶液吸收,发生氧化还原反应产生HBr,反应方程式为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,然后再向其中通入Cl2,Cl2将HBr再氧化就制取得到较高浓度Br2,发生反应为:2HBr+Cl2=2HCl+Br2,然后蒸馏得到工业溴。故步骤Ⅱ、Ⅲ起到的作用是富集Br2,其中步骤Ⅱ发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4的离子方程式为:Br2+SO2+2H2O=2Br-++4H+。
19. 化学反应与能量,是学习和研究化学原理的重要内容。在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2mol,一定条件下发生反应:,测得CO和(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率___________。下列措施能增大反应速率的是___________(填字母)。
A.升高温度 B.降低压强 C.减小的浓度 D.加入合适的催化剂
(2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A. CO、和三种物质的浓度相等
B. 混合气体的密度不随时间的变化而变化
C. 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D. 单位时间内消耗2mol的同时生成1mol
(3)平衡时CO的体积分数(即物质的量分数)为___________(保留3位有效数字)。
(4)该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”),已知断开1molCO(g)和2mol(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol(g)中的化学键所需要吸收________kJ的能量。
(5)归燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为。则下列说法正确的是___________(填序号)。
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4g转移1.2mol电子
【答案】(1) ①. 0.125 ②. AD (2)C
(3)16.7% (4) ①. 放热 ②. 2052.8
(5)②③
【解析】
【小问1详解】
由图示可知,3min开始达到平衡状态,CO物质的量变化为0.75mol,浓度变化量是0.375mol/L,所以v(CO)=0.375mol/L÷3min=0.125mol·L-1·min-1;
A.升高温度,反应速率加快,故A正确;
B.降低压强,反应速率减小,故B错误;
C.减小CH3OH的浓度,反应速率减小,故C错误;
D.加入合适的催化剂,反应速率加快,故D正确;
故答案为:AD;
【小问2详解】
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等不一定达到平衡,故A错误;
B.反应前后质量不变,体积也不变,则密闭容器中混合气体的密度一直不变,所以不一定达到平衡,故B错误;
C.该反应为反应前后气体物质的量发生改变的反应,混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化,能说明反应达到平衡,故C正确;
D.相同时间内消耗2molH2,同时生成1molCH3OH,都表示正反应速率,不能说明正逆速率相等,所以不一定达到平衡,故D错误;
故答案为:C;
【小问3详解】
根据三段式可知(单位:mol)
平衡时CO的体积分数为×100%≈16.7%;
【小问4详解】
结合图2可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,该反应的ΔH=-128.8kJ/mol,断开1mol CO(g)和2mol H2(g)中的化学键共需要吸收的能量为1924kJ,设断开1mol CH3OH(g)中的化学键共需要吸收xkJ的能量,则ΔH=-128.8kJ/mol=1924kJ/mol-xkJ/mol,解得:x=2052.8。
【小问5详解】
①电池放电时通入空气的电极得到电子,为正极,通入甲醇的电极为负极,错误;
②电池放电时消耗氢氧根离子,因此电解质溶液的碱性逐渐减弱,正确;
③电池放电时每消耗6.4g,甲醇的物质的量是0.2mol,失去电子的物质的量是0.2mol×6=1.2mol,即转移1.2mol电子,正确;
答案选②③。
20. 丙烯酸乙酯天然存在于菠萝等水果中,是一种食品用合成香料,可以用乙烯、丙烯等石油化工产品为原料进行合成:
(1)乙烯是石油化学工业重要的基本原料,它的电子式为___________。
(2)无机物M的化学式为________;由乙烯生成有机物A的化学反应的类型是_______。
(3)有机物B中含有的官能团是___________(填名称)。
(4)A与B反应生成丙烯酸乙酯的化学方程式是________,该反应的类型是_______。
(5)久置的丙烯酸乙酯自身会发生聚合反应,所得聚合物具有较好的弹性,可用于生产织物和皮革处理剂。请用化学方程式表示上述聚合过程_______。
【答案】(1) (2) ①. H2O ②. 加成反应
(3)碳碳双键、羧基 (4) ①. CH2=CHCOOH+CH3CH2OHCH2=CHCOOCH2CH3+H2O ②. 酯化反应(或取代反应)
(5)nCH2=CHCOOCH2CH3
【解析】
【分析】CH2=CH2与H2O发生加成反应产生A是乙醇:CH3CH2OH,CH2=CHCH3与O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生有机物B是丙烯酸:CH2=CHCOOH,B与A在一定条件下发生酯化反应产生丙烯酸乙酯和水。据此分析解答。
【小问1详解】
乙烯分子中两个C原子形成共价双键,每个C原子再分别与2个H原子形成2对共用电子对,使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构,则乙烯的电子式为: ;
【小问2详解】
根据上述分析可知无机物M是H2O;乙烯与水发生加成反应产生CH3CH2OH,该反应类型是加成反应;
【小问3详解】
根据上述分析可知有机物B是丙烯酸,结构简式是CH2=CHCOOH,物质分子中含有的官能团是碳碳双键和羧基;
【小问4详解】
CH2=CHCOOH与CH3CH2OH在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生CH2=CHCOOCH2CH3和H2O,该反应是可逆反应,反应方程式为:CH2=CHCOOH+CH3CH2OHCH2=CHCOOCH2CH3+H2O;该反应是酯化反应,也属于取代反应;
【小问5详解】
CH2=CHCOOCH2CH3分子中含有不饱和的碳碳双键,久置自身会发生聚合反应,产生聚丙烯酸乙酯,所得聚合物具有较好的弹性,可用于生产织物和皮革处理剂,该反应的化学方程式为:nCH2=CHCOOCH2CH3 。