淮安市2022-2023学年高一下学期期末调研测试
化学试题
考试时间:75分钟,总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Fe-56
一、单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每题只有一个选项符合题意。
1. “材料是人类文明的基础,现代生活处处离不开材料。”下列生活材料的主要成分是有机化合物的是
A. 镁铝合金 B. 汽车轮胎 C. 光导纤维 D. 陶瓷餐具
2. 下列有关化学用语正确的是
A. 氯原子的结构示意图: B. 乙醇的结构式:
C. 的电子式: D. 甲烷的球棍模型:
3. 下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A. 苯易挥发,可用作萃取剂 B. SiO2硬度高,可用作半导体材料
C. Fe2O3能与酸反应,可用作红色颜料 D. SO2有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂
4. 在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A. B. 稀
C. D.
5. 下列装置能达到实验目的的是( )
A.制取NH3 B.干燥NH3 C.收集NH3 D.处理尾气
A. A B. B C. C D. D
6. 氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业。合成氨反应为 。下列有关合成氨反应的说法正确的是
A. 反应的(E表示键能)
B. 反应中每消耗转移电子的数目约等于
C. 和在一定条件下发生反应放出的热量为92.4kJ
D. 当容器内时反应达到平衡状态
7. W、X、Y、Z为四种短周期主族元素,其中W在周期表中原子半径最小;X、Y同主族,Y、Z同周期,X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍;Z的最高正价与最低负价的代数和为6,下列说法正确的是
A. W与X可以形成,两种物质
B. 原子半径由小到大的顺序是
C. Z元素最高价氧化物对应水化物的化学式为
D. Y、Z两元素的气态氢化物中,Y的气态氢化物更稳定
8. 氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“—”表示化学键),下列说法正确的是
A. 过程I放热过程
B. 过程Ⅲ一定是吸热过程
C. 该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
D. 该反应过程中参加反应物质的旧化学键都断裂,且形成了新化学键
9. 香叶醇是合成玫瑰香油主要原料,其结构简式如图,下列有关香叶醇的叙述正确的
A. 属于乙醇的同系物 B. 香叶醇的分子式为C10H18O
C. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 能与氢气按1:2发生加成反应,不能发生取代反应
10. 下列说法正确的是
A. 氯碱工业的阳极产物是氢气和氢氧化钠
B. 轮船的船底需要镶嵌铜块,并且要定期更换
C. 棉花、羊毛、蚕丝的主要成分都是纤维素
D. 石油的裂化和油脂的皂化都属于化学变化
11. 我国科学家以LiI为催化剂,通过改变盐的浓度调节锂—氧气电池放电效率,模拟装置如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,a电极正极
B. 放电时,电流由b极经用电器流向a极
C. 充电时,阳极上的电极反应式为
D. 充电时,a极净增14g时电路中转移1mol电子
12. 下列实验操作、现象、解释与结论均正确的是
编号 实验操作 实验现象 解释与结论
A 向红色布条上滴加几滴新制氯水 红色布条褪色 新制氯水有漂白性
B 向鸡蛋清溶液中加入饱和的硫酸铵溶液 产生白色沉淀 硫酸铵能使蛋白质发生变性
C 向淀粉溶液中滴加少量稀硫酸,加热,待冷却后,再加入少量新制的Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾 无砖红色沉淀 淀粉未发生水解
D 向FeCl3溶液中滴加维生素C溶液 溶液变为浅绿色 维生素C有氧化性
A. A B. B C. C D. D
13. 工业上用铝土矿(主要成分Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下:
(注:SiO2碱溶时转变为铝硅酸钠沉淀)
下列叙述错误的是
A. 操作I适当增大NaOH溶液浓度可提高Al2O3的浸取速率
B. 通入过量CO2的离子方程式为:
C. 实验室进行操作IV的仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台等
D. 加入的冰晶石目的是降低Al2O3的熔融温度
二、非选择题,共61分。
14. 氮及其化合物是重要的化工原料,研究其性质、用途和转化具有重要意义。
回答下列问题:
(1)X属于___________(填“离子”或“共价”)化合物;常温下,NO2为___________(填颜色)气体。
(2)物质N2H4(肼)可作为火箭发动机的燃料,已知在298K、101kPa时1g液态肼燃烧生成氮气和液态水,释放19.44kJ的热量,写出表示其燃烧热的热化学方程式___________。
(3)农业上常用物质R作氮肥,实验室检验物质R中阳离子的方法为___________(写出操作过程和现象)。
(4)硫可与Q的浓溶液反应,硫转化为___________(化学式)。
(5)氮的氧化物(NOx)是常见的大气污染物之一,NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。当物质Y与NO2的物质的量之比为1:1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成两种无污染的物质,该反应的化学方程式为___________。
15. 已知A是一种气态烃,其密度在标准状况下是H2的14倍,A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。下列关系图中部分产物可能略去,试回答下列问题:
已知:。
(1)A的名称为___________,丙烯与A互为同系物,聚丙烯的结构简式为___________。
(2)C中官能团的名称是___________,F的结构简式为___________。
(3)反应④的反应类型是___________。
(4)B物质在铜的催化作用下被氧气氧化为具有刺激性气味的物质,写出该反应的化学方程式___________。
(5)实验室用B和C反应制取D,装置如图所示。右侧试管中的试剂是___________,分离该试管中油状液体用到的主要仪器是___________。
16. CO2循环再利用制备甲烷、甲醇等有机燃料,变废为宝历来是化学重要的研究领域。为了减少CO2的排放,可用下列方法把CO2转化成燃料,试回答下列问题:
反应I:
反应II:
反应III:
(1)计算可知___________。
(2)某温度下,在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的CO2和2.4mol的H2,按反应I进行反应,测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图1:
①0~2min内,用CH3OH表示的反应速率为___________,该反应达到最大限度时H2的转化率为___________,此时CH3OH在平衡混合物中的体积分数为___________。
②下列措施可以提高该化学反应速率的是___________(填选项序号)。
A.升高温度 B.容器体积不变,充入He
C.增大容器的体积 D.容器体积不变,充入更多的H2(g)
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.
C.混合气体的压强不随时间的变化而变化
D.混合气体的密度不再改变
(3)H2还原CO电化学法制备甲醇(见反应III)的工作原理如图2所示:电池工作过程中H+通过质子膜向___________(填“左”或者“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应式为___________。
17. 纳米铁粉常用于废水处理,以草酸(H2C2O4)与FeSO4为原料可制取纳米铁粉。
I.制取草酸
用含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2:1.5)溶液氧化淀粉水解液制备草酸,其装置如下图所示。[已知:硝酸氧化淀粉水解液过程中主要反应:(未配平)]
(1)仪器甲的名称为___________。
(2)装置B作用___________。
(3)控制反应温度不超过60℃可以防止有机物脱水炭化和___________。
Ⅱ.制备纳米铁粉,其流程如下:
已知:H2C2O4为二元弱酸。
(4)检验酸溶后的溶液是否含Fe3+的试剂是___________。
(5)向酸溶后的溶液中滴加稍过量的H2C2O4,过滤得FeC2O4 2H2O。
①沉淀反应离子方程式为___________。
②过滤所得沉淀中FeC2O4 2H2O含量的测定:准确称取5.800g沉淀,加入适量的蒸馏水和稀硫酸溶解、酸化,并转移入250mL容量瓶中定容,取25.00mL溶液,向其中滴加0.1000mol L-1 KMnO4溶液,完全反应时,消耗KMnO4溶液18.00mL。过程中发生的反应为:(未配平,假设杂质不参与反应)。计算沉淀中FeC2O4 2H2O (相对分子质量为180)的质量分数___________(写出计算过程)。
淮安市2022-2023学年高一下学期期末调研测试
化学试题 答案 解析
考试时间:75分钟,总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Fe-56
一、单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每题只有一个选项符合题意。
1. “材料是人类文明的基础,现代生活处处离不开材料。”下列生活材料的主要成分是有机化合物的是
A. 镁铝合金 B. 汽车轮胎 C. 光导纤维 D. 陶瓷餐具
【答案】B
【解析】
【详解】A.镁铝合金为金属材料,A错误;
B.汽车轮胎主要成分为橡胶,是有机化合物,B正确;
C.光导纤维主要成分为二氧化硅,是无机物,C错误;
D.陶瓷餐具主要成分为硅酸盐,是无机物,D错误;
故选B。
2. 下列有关化学用语正确的是
A. 氯原子的结构示意图: B. 乙醇的结构式:
C. 的电子式: D. 甲烷的球棍模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯原子的最外层电子数为7,原子结构示意图为 ,A不正确;
B.乙醇的分子式为,结构式为 ,B不正确;
C.在H2O分子中,H、O原子间各形成1对共用电子,另外,O原子的最外层还有2个孤电子对,则H2O的电子式为 ,C正确;
D.甲烷的空间填充模型为 ,球棍模型为 ,D不正确;
故选C。
3. 下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A. 苯易挥发,可用作萃取剂 B. SiO2硬度高,可用作半导体材料
C. Fe2O3能与酸反应,可用作红色颜料 D. SO2有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.某些溶液中的溶质易溶于苯,可用苯作萃取剂,与苯的挥发性无关,A不正确;
B.SiO2具有导光性,可用于生产光导纤维,用作生产半导体材料的物质是Si,B不正确;
C.Fe2O3可用作红色颜料,是由于其呈红棕色,且性质稳定,与它能与酸反应无关,C不正确;
D.SO2有还原性,能与氧气等氧化剂发生反应,从而防止葡萄酒被氧化,所以可用作葡萄酒的抗氧化剂,D正确;
故选D。
4. 在指定条件下,下列选项所示物质间转化能实现的是( )
A. B. 稀
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.NO与H2O不能发生反应,不能生成HNO3,A不能实现;
B.稀HNO3与Cu反应,生成NO气体,不能生成NO2气体,B不能实现;
C.在催化剂、高温条件下,NO与CO能发生反应,生成N2和CO2,C能够实现;
D.NO2中N元素显+4价,若反应生成N2,则表现出氧化性,O3具有强氧化性,同一反应中的反应物,不可能同时表现出氧化性,而不表现出还原性,D不能实现;
故选C。
5. 下列装置能达到实验目的的是( )
A.制取NH3 B.干燥NH3 C.收集NH3 D.处理尾气
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.制取NH3时,为防止生成的水蒸气在试管口冷凝后流回到试管底,使试管底因受热不均而破裂,试管底应高于试管口,A不能达到实验目的;
B.NH3具有碱性,能与浓硫酸发生反应从而被浓硫酸吸收,所以不能用浓硫酸干燥NH3,B不能达到实验目的;
C.NH3的密度比空气小,集气瓶内的导气管应短进长出,C不能达到实验目的;
D.NH3极易溶于水,易产生倒吸现象,所以处理NH3时,应使用防倒吸装置,D能达到实验目的;
故选D。
6. 氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业。合成氨反应为 。下列有关合成氨反应的说法正确的是
A. 反应的(E表示键能)
B. 反应中每消耗转移电子的数目约等于
C. 和在一定条件下发生反应放出的热量为92.4kJ
D. 当容器内时反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应的(E表示键能),A错误;
B.反应中每消耗转移电子2mol,电子的数目约等于,B正确;
C.合成氨的反应为可逆反应,和不能完全反应,故反应放出的热量小于92.4kJ,C错误;
D.起始投料未知,浓度之比为定值时不能判断达到平衡状态,D错误;
故选B。
7. W、X、Y、Z为四种短周期主族元素,其中W在周期表中原子半径最小;X、Y同主族,Y、Z同周期,X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍;Z的最高正价与最低负价的代数和为6,下列说法正确的是
A. W与X可以形成,两种物质
B. 原子半径由小到大的顺序是
C. Z元素最高价氧化物对应水化物的化学式为
D. Y、Z两元素的气态氢化物中,Y的气态氢化物更稳定
【答案】A
【解析】
【分析】W在周期表中原子半径最小,所以W是氢元素,X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍,X是氧元素X、Y同主族,所以Y是硫元素,Z的最高正价与最低负价的代数和为6,且与Y同周期,所以Z是氯元素。
【详解】A.氢元素与氧元素可以形成H2O,H2O2两种物质,故A正确;
B.X、Y同主族,核外电子层越多半径越大,所以原子半径, Y、Z同周期,原子序数越大半径越小,所以原子半径由小到大的顺序是,故B错误;
C.Z元素最高价氧化物对应水化物的化学式为,故C错误;
D.同周期元素随着原子序数递增,元素非金属性逐渐增大,氢化物越稳定,所以Z的气态氢化物更稳定,故D错误;
故选A。
8. 氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“—”表示化学键),下列说法正确的是
A. 过程I是放热过程
B. 过程Ⅲ一定是吸热过程
C. 该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
D. 该反应过程中参加反应物质的旧化学键都断裂,且形成了新化学键
【答案】D
【解析】
【分析】过程I化学键断裂形成原子,吸热;过程Ⅱ原子重新排列,过程Ⅲ原子形成新的化学键,放热。
【详解】A.过程I中分子化学键断裂形成原子,属于吸热过程,A错误;
B.过程Ⅲ中原子形成新的化学键,属于放热过程,B错误;
C.该反应中化学能还转化为光能,不一定只能以热能形式进行,C错误;
D.过程I中所有旧化学键断裂,过程Ⅲ中所有原子均形成了新化学键,D正确;
故选D。
9. 香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如图,下列有关香叶醇的叙述正确的
A. 属于乙醇的同系物 B. 香叶醇的分子式为C10H18O
C. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 能与氢气按1:2发生加成反应,不能发生取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.香叶醇分子中含有醇羟基和碳碳双键,不属于乙醇的同系物,A不正确;
B.香叶醇分子中含有10个碳原子、1个氧原子、还含有2个碳碳双键,氢原子数比同数碳原子的烷烃少4个,则分子式为C10H18O,B正确;
C.香叶醇分子中含有碳碳双键和醇羟基,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C不正确;
D.1个香叶醇分子中含有2个碳碳双键,则能与氢气按1:2发生加成反应,香叶醇分子中含有醇羟基,也能发生取代反应,D不正确;
故选B。
10. 下列说法正确的是
A. 氯碱工业的阳极产物是氢气和氢氧化钠
B. 轮船的船底需要镶嵌铜块,并且要定期更换
C. 棉花、羊毛、蚕丝的主要成分都是纤维素
D. 石油的裂化和油脂的皂化都属于化学变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯碱工业的阴极产物是氢气和氢氧化钠,阳极产物为氯气,A不正确;
B.轮船的船底需要镶嵌锌块,并且要定期更换,若嵌入铜块,则会加速船底的腐蚀,B不正确;
C.棉花的主要成分是纤维素,羊毛、蚕丝的主要成分都是蛋白质,C不正确;
D.石油的裂化和油脂的皂化过程中,都发生共价键的断裂和生成,都属于化学变化,D正确;
故选D。
11. 我国科学家以LiI为催化剂,通过改变盐的浓度调节锂—氧气电池放电效率,模拟装置如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,a电极为正极
B. 放电时,电流由b极经用电器流向a极
C. 充电时,阳极上的电极反应式为
D. 充电时,a极净增14g时电路中转移1mol电子
【答案】B
【解析】
【分析】从图中可以看出,放电时,a极Li失电子转化为Li+,则a极为负极;b极O2得电子产物与电解质反应生成Li2O2,则b极为正极。
【详解】A.由分析可知,放电时,a电极为负极,A不正确;
B.放电时,电流由正极经负载流向负极,则电流由b极经用电器流向a极,B正确;
C.充电时,b电极为阳极,阳极上的电极反应式为Li2O2-2e-=2Li++O2↑,C不正确;
D.充电时,a极为阴极,发生反应Li++e-=Li,净增14g时,参加反应Li+的物质的量为2mol,则电路中转移2mol电子,D不正确;
故选B
12. 下列实验操作、现象、解释与结论均正确的是
编号 实验操作 实验现象 解释与结论
A 向红色布条上滴加几滴新制氯水 红色布条褪色 新制氯水有漂白性
B 向鸡蛋清溶液中加入饱和的硫酸铵溶液 产生白色沉淀 硫酸铵能使蛋白质发生变性
C 向淀粉溶液中滴加少量稀硫酸,加热,待冷却后,再加入少量新制的Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾 无砖红色沉淀 淀粉未发生水解
D 向FeCl3溶液中滴加维生素C溶液 溶液变为浅绿色 维生素C有氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向红色布条上滴加几滴新制氯水,红色布条褪色,则表明氯水具有漂白性,实质上,新制氯水中的HClO具有漂白性,A正确;
B.硫酸铵为轻金属的盐,能使蛋白质胶体发生盐析,所以向鸡蛋清溶液中加入饱和的硫酸铵溶液,有白色沉淀生成,B不正确;
C.检验淀粉水解液中是否含有葡萄糖时,应往水解液中先加入足量的NaOH溶液中和硫酸,使溶液呈碱性,再加入氢氧化铜悬浊液,否则,硫酸溶解氢氧化铜悬浊液,无法检验葡萄糖是否存在,C不正确;
D.向FeCl3溶液中滴加维生素C溶液,溶液变为浅绿色,则Fe3+被还原为Fe2+,维生素C表现出还原性,D不正确;
故选A。
13. 工业上用铝土矿(主要成分Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下:
(注:SiO2碱溶时转变为铝硅酸钠沉淀)
下列叙述错误的是
A. 操作I适当增大NaOH溶液浓度可提高Al2O3的浸取速率
B. 通入过量CO2的离子方程式为:
C. 实验室进行操作IV的仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台等
D. 加入的冰晶石目的是降低Al2O3的熔融温度
【答案】C
【解析】
【分析】铝土矿中加入NaOH溶液,Al2O3转化为偏铝酸钠,SiO2转变为铝硅酸钠沉淀;过滤后往滤液中通入过量的CO2,NaAlO2转化为Al(OH)3沉淀等;过滤、洗涤、干燥后将沉淀灼烧得Al2O3;加入冰晶石熔融电解,便可获得金属铝。
【详解】A.操作I中,适当增大NaOH溶液浓度,可增大固体与溶液的接触面积,从而提高Al2O3的浸取速率,A正确;
B.往滤液中通入过量CO2,将NaAlO2转化为Al(OH)3沉淀和NaHCO3,离子方程式为:,B正确;
C.操作IV是灼烧,所用仪器有坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚钳等,C错误;
D.氧化铝的熔点为2054℃,为节省能源,降低对设备的耐热要求,常加入冰晶石,则加入的冰晶石目的是降低Al2O3的熔融温度,D正确;
故选C。
二、非选择题,共61分。
14. 氮及其化合物是重要的化工原料,研究其性质、用途和转化具有重要意义。
回答下列问题:
(1)X属于___________(填“离子”或“共价”)化合物;常温下,NO2为___________(填颜色)气体。
(2)物质N2H4(肼)可作为火箭发动机的燃料,已知在298K、101kPa时1g液态肼燃烧生成氮气和液态水,释放19.44kJ的热量,写出表示其燃烧热的热化学方程式___________。
(3)农业上常用物质R作氮肥,实验室检验物质R中阳离子的方法为___________(写出操作过程和现象)。
(4)硫可与Q浓溶液反应,硫转化为___________(化学式)。
(5)氮的氧化物(NOx)是常见的大气污染物之一,NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。当物质Y与NO2的物质的量之比为1:1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成两种无污染的物质,该反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. 共价 ②. 红棕色
(2)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-622.08 kJ mol-1
(3)取少量R的溶液,加入足量浓NaOH溶液并加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝,则表明生成氨气,从而证明R中含有铵根离子
(4)H2SO4 (5)2NH3+NO+NO22N2+3H2O
【解析】
【分析】从图中可以看出,X为N元素显-3价的氢化物,则其为NH3;Y为N元素显+2价的氧化物,则其为NO;Q为N元素显+5价的含氧酸,则其为HNO3;R为含有-3价N元素的盐,则其为铵盐。
【小问1详解】
由分析可知,X为NH3,属于共价化合物;常温下,NO2为红棕色气体。
【小问2详解】
在298K、101kPa时,1g液态肼燃烧生成氮气和液态水,释放19.44kJ的热量,则1mol液态肼(32g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放热19.44kJ/g×32g/mol=622.08 kJ mol-1,则表示其燃烧热的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-622.08 kJ mol-1。
【小问3详解】
农业上常用物质R作氮肥,检验物质R中阳离子即,实验室常用浓NaOH溶液检验,方法为:取少量R的溶液,加入足量浓NaOH溶液并加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝,则表明生成氨气,从而证明R中含有铵根离子。
【小问4详解】
由分析可知,Q为HNO3,浓硝酸具有强氧化性,硫可与浓硝酸反应,硫转化为H2SO4。
【小问5详解】
当物质Y(NO)与NO2的物质的量之比为1:1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成N2和H2O,该反应的化学方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O。
【点睛】浓硝酸具有强氧化性,先将硫氧化为二氧化硫,继续氧化为硫酸。
15. 已知A是一种气态烃,其密度在标准状况下是H2的14倍,A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。下列关系图中部分产物可能略去,试回答下列问题:
已知:。
(1)A的名称为___________,丙烯与A互为同系物,聚丙烯的结构简式为___________。
(2)C中官能团的名称是___________,F的结构简式为___________。
(3)反应④的反应类型是___________。
(4)B物质在铜的催化作用下被氧气氧化为具有刺激性气味的物质,写出该反应的化学方程式___________。
(5)实验室用B和C反应制取D,装置如图所示。右侧试管中的试剂是___________,分离该试管中油状液体用到的主要仪器是___________。
【答案】(1) ①. 乙烯 ②.
(2) ①. 羧基 ②. HOCH2CH2OH
(3)酯化反应 (4)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(5) ①. 饱和碳酸钠溶液 ②. 分液漏斗
【解析】
【分析】A是一种气态烃,其密度在标准状况下是H2的14倍,即相对分子质量为28,A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,从而得出A为CH2=CH2;A与水反应生成的B为CH3CH2OH;B被酸性KMnO4氧化,所得C为CH3COOH;CH3CH2OH与CH3COOH发生酯化反应,所得D为CH3COOC2H5。乙烯与Br2发生加成反应,所得E为BrCH2CH2Br,E与NaOH水溶液作用,生成F为HOCH2CH2OH;CH3COOH与HOCH2CH2OH发生酯化反应,生成G为CH3COOCH2CH2OOCCH3。
【小问1详解】
由分析可知,A为CH2=CH2,A的名称为乙烯,丙烯的结构简式为CH2=CHCH3,发生加聚反应,生成聚丙烯的结构简式为。
【小问2详解】
C为CH3COOH,C中官能团的名称是羧基;由分析可知,F的结构简式为HOCH2CH2OH。
【小问3详解】
反应④中,CH3COOH与HOCH2CH2OH在浓硫酸、加热条件下发生反应,生成CH3COOCH2CH2OOCCH3和水,反应类型是酯化反应。
【小问4详解】
B为CH3CH2OH,在铜的催化作用下被氧气氧化为CH3CHO,该反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
【小问5详解】
实验室用CH3CH2OH和CH3COOH发生酯化反应制取CH3COOC2H5,右侧试管用于收集乙酸乙酯,同时除去杂质,所用试剂是饱和碳酸钠溶液,在该试管中,液体分层,则分离该油状液体用到的主要仪器是分液漏斗。
【点睛】在收集乙酸乙酯时,饱和碳酸钠溶液的作用是:去除乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度。
16. CO2循环再利用制备甲烷、甲醇等有机燃料,变废为宝历来是化学重要的研究领域。为了减少CO2的排放,可用下列方法把CO2转化成燃料,试回答下列问题:
反应I:
反应II:
反应III:
(1)计算可知___________。
(2)某温度下,在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的CO2和2.4mol的H2,按反应I进行反应,测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图1:
①0~2min内,用CH3OH表示的反应速率为___________,该反应达到最大限度时H2的转化率为___________,此时CH3OH在平衡混合物中的体积分数为___________。
②下列措施可以提高该化学反应速率的是___________(填选项序号)。
A.升高温度 B.容器体积不变,充入He
C.增大容器的体积 D.容器体积不变,充入更多的H2(g)
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.
C.混合气体的压强不随时间的变化而变化
D.混合气体的密度不再改变
(3)H2还原CO电化学法制备甲醇(见反应III)的工作原理如图2所示:电池工作过程中H+通过质子膜向___________(填“左”或者“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应式为___________。
【答案】(1)-58 (2) ①. 0.1 mol·L-1·min-1 ②. 75% ③. 30% ④. AD ⑤. BC
(3) ①. 左 ②. CO+4e-+4H+=CH3OH
【解析】
【小问1详解】
反应I:
反应II:
反应III:
利用盖斯定律,将反应Ⅰ-反应Ⅱ得,-41 kJ mol-1=-99 kJ mol-1,则=-58。
【小问2详解】
某温度下,在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的CO2和2.4mol的H2,按反应I进行反应,测得CO2和CH3OH的物质的量都为0.4mol,则可建立如下三段式:
达平衡时,可建立如下三段式:
①0~2min内,用CH3OH表示的反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1,该反应达到最大限度时H2的转化率为=75%,此时CH3OH在平衡混合物中的体积分数为=30%。
②A.升高温度,反应物的能量增大,有效碰撞的次数增多,化学反应速率加快,A符合题意;
B.容器体积不变,充入He,各物质的浓度不变,化学反应速率不变,B不符合题意;
C.增大容器的体积,反应物的浓度减小,反应速率减慢,C不符合题意;
D.容器体积不变,充入更多的H2(g),H2的浓度增大,化学反应速率加快,D符合题意;
故选AD。
③A.反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1,正逆反应速率不一定相等,反应不一定达平衡状态,A不符合题意;
B.,表示反应进行的方向相反,速率之比等于化学计量数之比,反应达平衡状态,B符合题意;
C.反应前后气体的分子数不等,随着反应的进行,压强在不断发生改变,当混合气体的压强不随时间的变化而变化时,反应达平衡状态,C符合题意;
D.反应过程中,混合气的体积不变、质量不变,则混合气的密度不变,当混合气体的密度不再改变时,反应不一定达平衡状态,D不符合题意;
故选BC。
【小问3详解】
H2失电子转化为H2O,则通入H2的电极为负极,CO得电子产物与电解质反应生成CH3OH,则通入CO的电极为正极。电池工作过程中,阳离子向正极移动,则H+通过质子膜向左移动,通入CO的一端,CO得电子产物与H+反应生成CH3OH,则发生的电极反应式为CO+4e-+4H+=CH3OH。
【点睛】在电池的负极,H2-2e-=2H+。
17. 纳米铁粉常用于废水处理,以草酸(H2C2O4)与FeSO4为原料可制取纳米铁粉。
I.制取草酸
用含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2:1.5)溶液氧化淀粉水解液制备草酸,其装置如下图所示。[已知:硝酸氧化淀粉水解液过程中主要反应:(未配平)]
(1)仪器甲的名称为___________。
(2)装置B的作用___________。
(3)控制反应温度不超过60℃可以防止有机物脱水炭化和___________。
Ⅱ.制备纳米铁粉,其流程如下:
已知:H2C2O4为二元弱酸。
(4)检验酸溶后的溶液是否含Fe3+的试剂是___________。
(5)向酸溶后的溶液中滴加稍过量的H2C2O4,过滤得FeC2O4 2H2O。
①沉淀反应的离子方程式为___________。
②过滤所得沉淀中FeC2O4 2H2O含量的测定:准确称取5.800g沉淀,加入适量的蒸馏水和稀硫酸溶解、酸化,并转移入250mL容量瓶中定容,取25.00mL溶液,向其中滴加0.1000mol L-1 KMnO4溶液,完全反应时,消耗KMnO4溶液18.00mL。过程中发生的反应为:(未配平,假设杂质不参与反应)。计算沉淀中FeC2O4 2H2O (相对分子质量为180)的质量分数___________(写出计算过程)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)安全瓶 (3)浓硝酸的挥发及分解
(4)KSCN溶液 (5) ①. Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O4 2H2O↓+2H+ ②. 93.10%
【解析】
【分析】淀粉水解液中含有葡萄糖,葡萄糖被HNO3氧化,可生成H2C2O4等,;为防止HNO3挥发,用球形冷凝管进行冷凝回流;装置B中,导管左短右长,可有效防止倒吸;装置C用于吸收尾气。
【小问1详解】
仪器甲是内管为球形的冷凝管,名称为球形冷凝管。
小问2详解】
由分析可知,装置B的作用是安全瓶。
【小问3详解】
因为硝酸是挥发性酸,所以控制反应温度不超过60℃,可以防止有机物脱水炭化和浓硝酸的挥发及分解。
【小问4详解】
实验室常使用硫氰化钾检验Fe3+的存在,所以检验酸溶后的溶液是否含Fe3+的试剂是KSCN溶液。
【小问5详解】
①向酸溶后的溶液中滴加稍过量的H2C2O4,过滤得FeC2O4 2H2O,则沉淀反应的离子方程式为Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O4 2H2O↓+2H+。
②依据得失电子守恒,可建立如下关系式:3——5FeC2O4,n(KMnO4)= 0.1000mol L-1 ×0.018L=0.0018mol,则n(FeC2O4)==0.003mol,则沉淀中FeC2O4 2H2O的质量分数≈93.10%。
【点睛】蒸发浓缩溶液时,使用蒸发皿,灼烧固体时,使用坩埚。