辽阳市2022-2023学年高一下学期期末考试
化学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷满分100分,考试用时75分钟。
5.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册、必修第二册。
6.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Ca:40
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. 科学家们不断科研创新,研发出新材料提高我们的生活质量,下列使用的材料为金属材料的是
A B C D
三维石墨烯气凝胶材料 竹纤维状陶瓷复合材料 在铈合金中掺杂钇做成的变色材料 本征型自修复聚硅氧烷材料
A. A B. B C. C D. D
2. 化学学科在材料、健康等领域发挥越来越重要的作用,下列说法中错误的是
A. 石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
B. 利用氢氟酸刻蚀玻璃制作艺术品
C. 高纯硅广泛应用于太阳能电池和计算机芯片
D. 高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化等优良性能,可用于火箭发动机
3. 煤、石油、天然气是人类使用的主要能源,同时也是重要的化工原料。下列关于它们的综合利用的叙述错误的是
A. 以煤、石油和天然气为原料,可以合成高分子材料
B. 煤的气化是工业上获得芳香烃的一种重要来源
C. 石油的裂解和裂化都是化学变化
D. 天然气是一种清洁燃料,属于不可再生资源
4. 劳动创造幸福,实干成就伟业,下列劳动项目所涉及的化学知识叙述正确的是
选项 劳动项目 化学知识
A 电池研发人员研发用于汽车的氢气燃料电池 电动汽车中的能量转化是将化学能直接转化为动能
B 营养师进行膳食指导:是否需要多补充 纤维素与蔗糖互为同分异构体
C 食品采用真空包装 减慢食品氧化速率
D 面包师用奶油给糕点裱花 奶油是高分子化合物
A. A B. B C. C D. D
5. 下列有机反应方程式和反应类型正确的是
A. CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O 取代反应
B. CH2=CH2+HClCH3CH2Cl 氧化反应
C. 2CH4+Cl22CH3Cl+H2 取代反应
D nCH2=CHCl 加聚反应
6. 布洛芬可用于缓解一般感冒或流行性感冒引起的高热,异丁基苯是合成布洛芬的一种原料,二者结构如图,下列说法正确的是
A. 布洛芬和异丁基苯均属于芳香烃
B. 布洛芬的分子式为
C. 异丁基苯具有可燃性
D. 异丁基苯与 互为同分异构体
7. 利用微型实验制取和,并探究硫元素之间的转化的装置如图。实验时挤压胶头滴管使稀硫酸滴在药匙中,然后倾斜试管使硫酸滴在FeS中与之反应。下列说法正确的是
A. 蘸有NaOH溶液的棉花主要是为了防止空气进入试管
B. 生成的离子反应为
C. 该过程中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D. 实验一段时间后,试管壁上有淡黄色固体出现
8. 某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验方案如表。下列说法错误的是
实验编号 5.0mol L-1盐酸 大理石 水 收集标准状况下0.56LCO2所需时间
① 100mL 5.0g碎块 0mL 5.0min
② 50.0mL 5.0g碎块 50.0mL 8.0min
③ 100mL 5.0g粉末 amL 2.0min
A. 实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响
B. 实验①和③探究固体表面积对反应速率的影响,则a=0
C. 实验③中用盐酸浓度变化表示的速率v(HCl)=0.5mol L-1 min-1
D. 该实验反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
9. 研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 22.4 L 所含的原子数为
B. “分解”反应中,每生成1 mol ,转移的电子数为
C. “催化歧化”反应中,S是氧化产物
D. 反应Ⅲ中S与过量反应可生成
10. 是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根据反应设计的原电池的工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 该装置主要是将化学能转化为电能
B. 电极为原电池的负极
C. 电池工作时,电极上有白色沉淀生成
D. 电池工作时,溶液中向电极区域移动
11. 根据图示的能量转化关系判断下列说法正确的是
A. 与反应生成32 g 吸收91 kJ能量
B. 形成2 mol H-H和1 mol C≡O(CO)共吸收419 kJ的能量
C. 分子中只含有极性共价键
D. 1 mol 具有的能量高于2 mol 和1 mol 具有的能量
12. 化学反应在硫酸工业中有重要应用。关于该反应的叙述正确的是
A. 无限延长化学反应的时间能改变化学反应的限度
B. 、、的物质的量比1:2:2时达到平衡状态
C. 该反应达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等且等于零
D. 若开始加入和,达到化学平衡时核素存在于三种物质中
13. 下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项 实验操作或做法 目的
A 向盛有固体的锥形瓶中滴加稀盐酸,产生无色气体 证明氯元素的非金属性强于硫元素
B 实验室将生成的乙酸乙酯导入饱和的溶液中,分液 使乙酸乙酯产品更加纯净
C 向2支盛有5 mL不同浓度溶液的试管中同时加入2 mL 5%的溶液,观察实验现象 探究浓度对反应速率的影响
D 向淀粉水解液中直接加入新制银氨溶液并水浴加热,未形成银镜 说明淀粉未发生水解
A. A B. B C. C D. D
14. 两种气态烃以任意比例混合,在120℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中符合此条件的是
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
15. 已知A、B、C、D、E、为原子序数依次增大的五种短周期主族元素。A与B能形成具有10电子的微粒;C与E同主族;A与C能形成共价化合物,该化合物受热易分解;D的氯化物的焰色呈黄色。下列说法错误的是
A. 氧化物对应水化物酸性可能为B>E
B. C和D能形成的离子化合物中的阴、阳离子个数比均为1∶1
C. 与溶液反应能产生E的单质
D. A与B能形成至少两种化合物
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 亚硝酸钠(NaNO2)可用作建筑钢材的缓蚀剂;也可用作食品添加剂,抑制微生物,保持肉制品的结构和营养价值,但是过量摄入会导致中毒。
I.某工厂以浓HNO3、SO2、Na2CO3溶液等为原料生产NaNO2, 其流程如图:
(1)在“分解塔”中,按一定比通入SO2和喷入浓HNO3,产生NO和NO2。操作时将SO2从塔底通入,浓HNO3从塔顶向下喷淋,这种加料操作的目的是_______。
(2)“分解塔”中的温度不宜过高,其主要原因是 _______。
(3)“吸收塔”中主要发生NO、NO2与Na2CO3溶液反应生成NaNO2。写出NO、NO2按物质的量之比1: 1与Na2CO3反应生成NaNO2的化学方程式:_______。
II.某化学研究小组在实验室用稀HNO3、Cu、 Na2O2 为原料制备NaNO2,实验装置如图(夹持装置已省略)。
已知:①2NO+Na2O2 = 2NaNO2, 2NO2+Na2O2 =2NaNO3
②酸性条件下,NO、NO2或NO都能与MnO反应生成NO和Mn2+
(4)实验开始加入稀HNO3前,需要先打开止水夹K,向装置中通入一段时间N2,目的是_______。
(5)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(6)装置B、D不可省去,否则会导致产品中混有_______杂质(填化学式)。
III NaNO2含量测定
工业亚硝酸钠产品中往往混有少量NaNO3等杂质,可以采用KMnO4测定含量。称取5.000g该亚硝酸钠产品溶于水配制成250mL的样品溶液。取25.00mL该样品溶液于锥形瓶中,用稀H2SO4酸化后,再向锥形瓶中滴加0.1000 mol·L-1KMnO4溶液,至恰好完全反应时,消耗28.00 mL KMnO4溶液。计算该产品中NaNO2的质量分数____。(写出计算过程)
17. 已知A、B、C、D为四种原子序数依次增大的短周期元素,A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和,D的单质在通常状况下呈黄绿色,B、C、D处在同一周期,A、B、C三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为X、Y、Z,且X、Y、Z间存在如图转化关系,回答下列问题:
(1)D的原子结构示意图为___________。
(2)A、B、D三种元素对应简单离子半径由大到小的顺序为___________(用离子符号表示),A、D的最简单氢化物中呈碱性的是___________(用化学式表示)。
(3)Y的溶液与C的单质反应的离子方程式为___________。
(4)A的最简单氢化物与D的单质反应可生成一种盐和A的单质,该盐的电子式是___________,发生反应的化学方程式为___________。
(5)向Y的溶液与Z反应生成的盐溶液中通入过量后产生白色絮状沉淀,原因是___________(用离子方程式表示)。
18. 化学反应在发生物质变化的同时伴随着能量的变化,它是人类获取能量的重要途径,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。回答下列问题:
(1)的反应过程如图所示:
该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应,生成2 mol 吸收或放出的热量为___________。
(2)下列变化中属于吸热反应的是___________(填标号)。
①液态水汽化 ②生石灰与水反应生成熟石灰
③ ④与固体混合
(3)某化学反应中,设反应物的总能量为,生成物的总能量为。若,则该反应可用图___________(填“A”或“B”)表示。
(4)为了验证与的氧化性强弱,图中能达到实验目的的装置是___________(填标号),其正极的电极反应式为___________;若构建该原电池时两个电极的质量相等,当导线中通过0.4 mol电子时,两个电极的质量差为________g。
(5)用于燃料电池后,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。实验测得定向移向A电极,则________(填“A”或“B”)电极入口处通。
19. 以秸秆、木屑为原料可以制备乙醇、乙二醇等多种物质,转化路线如下(部分反应条件已略去)。F产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平。
已知:①(R代表烃基或H,下同);
②。
回答下列问题:
(1)A是葡萄糖,A分子式是___________,B分子中的官能团的名称是___________。
(2)F→G的化学方程式是___________。
(3)试剂a是___________(填化学式)溶液。
(4)B与E可生成有香味的物质,发生反应的化学方程式是___________。
(5)葡萄糖与新制的反应的现象是___________,该反应在医学上的应用是___________。
(6)W与B互为同系物,且W的相对分子质量比B大28,其中在一定条件下能生成与D含相同官能团的W是___________(任写一种结构简式)。
辽阳市2022-2023学年高一下学期期末考试
化学试卷 答案解析
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷满分100分,考试用时75分钟。
5.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册、必修第二册。
6.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Ca:40
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. 科学家们不断科研创新,研发出新材料提高我们的生活质量,下列使用的材料为金属材料的是
A B C D
三维石墨烯气凝胶材料 竹纤维状陶瓷复合材料 在铈合金中掺杂钇做成的变色材料 本征型自修复聚硅氧烷材料
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.形成石墨烯的元素是C元素,属于非金属,故A错误;
B.陶瓷复合材料是硅元素和氮元素形成的化合物,是非金属元素形成的化合物,不是金属材料,故B错误;
C.铈合金中掺杂钇做成的材料,铈和钇都是金属,合金也是金属材料,故C正确;
D.聚硅氧烷不属于金属材料,故D错误;
答案选C。
2. 化学学科在材料、健康等领域发挥越来越重要的作用,下列说法中错误的是
A. 石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
B. 利用氢氟酸刻蚀玻璃制作艺术品
C. 高纯硅广泛应用于太阳能电池和计算机芯片
D. 高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化等优良性能,可用于火箭发动机
【答案】A
【解析】
【详解】A.石英中二氧化硅会和氢氧化钠、纯碱等碱性物质反应,不能用来加热熔化烧碱、纯碱等固体,A错误;
B.氢氟酸能和玻璃中二氧化硅反应,故可刻蚀玻璃制作艺术品,B正确;
C.高纯硅具有良好的半导体性能,广泛应用于太阳能电池和计算机芯片,C正确;
D.高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化等优良性能,是一种优良的无机非金属材料,可用于火箭发动机,D正确;
故选A。
3. 煤、石油、天然气是人类使用的主要能源,同时也是重要的化工原料。下列关于它们的综合利用的叙述错误的是
A. 以煤、石油和天然气为原料,可以合成高分子材料
B. 煤的气化是工业上获得芳香烃的一种重要来源
C. 石油的裂解和裂化都是化学变化
D. 天然气是一种清洁燃料,属于不可再生资源
【答案】B
【解析】
【详解】A.以煤、石油和天然气为主要原料生产的合成材料是塑料、合成橡胶、合成纤维,故A正确;
B.煤的干馏可以获得苯、甲苯等芳香烃,故B错误;
C.石油的裂解、裂化过程中均生成了新物质,均为化学变化,故C正确;
D.天然气的主要成分是甲烷,甲烷是不可再生资源,故D正确;
故选B。
4. 劳动创造幸福,实干成就伟业,下列劳动项目所涉及的化学知识叙述正确的是
选项 劳动项目 化学知识
A 电池研发人员研发用于汽车的氢气燃料电池 电动汽车中的能量转化是将化学能直接转化为动能
B 营养师进行膳食指导:是否需要多补充 纤维素与蔗糖互为同分异构体
C 食品采用真空包装 减慢食品氧化速率
D 面包师用奶油给糕点裱花 奶油是高分子化合物
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.电动汽车中的能量转化是将化学能转化为电能,电能转化为动能,A错误;
B.同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;纤维素为高分子化合物、蔗糖不是高分子物质,不互为同分异构体,B错误;
C.真空包装隔绝氧气,可减慢食品氧化速率,C正确;
D.奶油属于油脂,相对分子质量较小,不是高分子化合物,D错误;
故选C。
5. 下列有机反应方程式和反应类型正确的是
A. CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O 取代反应
B CH2=CH2+HClCH3CH2Cl 氧化反应
C. 2CH4+Cl22CH3Cl+H2 取代反应
D. nCH2=CHCl 加聚反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 反应CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O属于氧化反应,故A错误;
B.反应CH2=CH2+HClCH3CH2Cl属于加成反应,故B错误;
C.甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,正确的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl,故C错误;
D. 反应nCH2=CHCl属于加聚反应,故D正确;
故选D。
6. 布洛芬可用于缓解一般感冒或流行性感冒引起的高热,异丁基苯是合成布洛芬的一种原料,二者结构如图,下列说法正确的是
A. 布洛芬和异丁基苯均属于芳香烃
B. 布洛芬的分子式为
C. 异丁基苯具有可燃性
D. 异丁基苯与 互为同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.布洛芬含有氧元素,不是芳香烃,故A错误;
B.布洛芬的分子式为C13H18O2,故B 错误;
C.烃都能燃烧,异丁基苯也能燃烧,故C正确;
D.异丁基苯分子式为C10H14, 的分子式为C11H16,,分子式不同,不是同分异构体,故D错误;
答案选C。
7. 利用微型实验制取和,并探究硫元素之间的转化的装置如图。实验时挤压胶头滴管使稀硫酸滴在药匙中,然后倾斜试管使硫酸滴在FeS中与之反应。下列说法正确的是
A. 蘸有NaOH溶液的棉花主要是为了防止空气进入试管
B. 生成的离子反应为
C. 该过程中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D. 实验一段时间后,试管壁上有淡黄色固体出现
【答案】D
【解析】
【分析】稀硫酸与亚硫酸钠发生复分解反应生成二氧化硫,与硫化亚铁反应生成硫化氢,两种产物进一步发生氧化还原反应:,据此分析;
【详解】A.该装置生成的和均为有害气体,可用NaOH溶液进行吸收,防止污染空气,故A错误;
B.硫化亚铁是不溶性固体,在离子方程式中不拆为离子,离子方程式:,故B错误;
C.反应生成的硫化氢和二氧化硫会进一步发生氧化还原反应:,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故C错误;
D.反应生成的硫化氢和二氧化硫会进一步发生氧化还原反应:,所以实验一段时间后,试管壁上有淡黄色固体出现,故D正确;
答案选D。
8. 某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验方案如表。下列说法错误的是
实验编号 5.0mol L-1盐酸 大理石 水 收集标准状况下0.56LCO2所需时间
① 100mL 5.0g碎块 0mL 5.0min
② 50.0mL 5.0g碎块 50.0mL 8.0min
③ 100mL 5.0g粉末 amL 20min
A. 实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响
B. 实验①和③探究固体表面积对反应速率的影响,则a=0
C. 实验③中用盐酸浓度变化表示的速率v(HCl)=0.5mol L-1 min-1
D. 该实验反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验①和②盐酸浓度不同,其他条件相同,研究的是盐酸浓度对反应速率的影响,A项正确;
B.实验①和③研究反应物的固体表面积对速率的影响,必须使盐酸浓度相同,加入100mL盐酸则不需要再加入水,a=0,B项正确;
C.根据反应方程式:,,故,C项错误;
D.碳酸钙难溶于水,与盐酸反应的离子方程式为,D项正确;
故选C。
9. 研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 22.4 L 所含的原子数为
B. “分解”反应中,每生成1 mol ,转移的电子数为
C. “催化歧化”反应中,S是氧化产物
D. 反应Ⅲ中S与过量反应可生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.没有指明是否是标准状况,无法运用22.4L/mol计算二氧化硫的物质的量,故A错误;
B.硫酸分解方程式2H2SO4=O2↑+2SO2↑+2H2O,每生成1molO2,转移电子数为1×2×2×NA=4NA,故B正确;
C.“SO2催化歧化”步骤中发生3SO2+2H2O=2H2SO4+S↓,SO2→S,S元素化合价降低,被还原,S为还原产物,故C错误;
D.反应Ⅲ发生S+O2=SO2,无论氧气是否过量,硫单质与氧气反应都生成二氧化硫,二氧化硫与氧气在催化剂、高温条件下生成三氧化硫,故D错误;
答案为B。
10. 是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根据反应设计的原电池的工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 该装置主要是将化学能转化为电能
B. 电极为原电池的负极
C. 电池工作时,电极上有白色沉淀生成
D. 电池工作时,溶液中向电极区域移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.该装置为原电池装置,主要是将化学能转化为电能,A正确;
B.Pb电极为原电池的负极,失电子发生氧化反应,B正确;
C.电池工作时,Pb电极作负极,电极反应式为Pb-2e-+2Cl-=PbCl2,则Pb电极上有白色沉淀PbCl2生成,C正确;
D.Pb电极作负极,Pt电极作正极,溶液中 H+向正极移动,即向Pt电极区域移动,D错误;
故选D。
11. 根据图示的能量转化关系判断下列说法正确的是
A. 与反应生成32 g 吸收91 kJ能量
B. 形成2 mol H-H和1 mol C≡O(CO)共吸收419 kJ的能量
C. 分子中只含有极性共价键
D. 1 mol 具有的能量高于2 mol 和1 mol 具有的能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.32g对应物质的量为1mol,根据图像可知1mol与2mol反应生成1mol放出热量为91kJ,故A错误;
B.形成化学键为放出能量的过程,故B错误;
C.分子中含有C-H、C-O、O-H,均为极性共价键,故C正确;
D.根据图像可知1 mol 具有的能量低于2 mol 和1 mol 具有的能量,故D错误;
答案选C。
12. 化学反应在硫酸工业中有重要应用。关于该反应的叙述正确的是
A. 无限延长化学反应时间能改变化学反应的限度
B. 、、的物质的量比1:2:2时达到平衡状态
C. 该反应达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等且等于零
D. 若开始加入和,达到化学平衡时核素存在于三种物质中
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.化学反应的限度和反应时间无关,A错误;
B.、、的物质的量不再发生改变时,达到平衡状态,B错误;
C.该反应达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等,化学平衡为动态平衡,化学反应速率不为零,C错误;
D.若开始加入和,根据化学平衡的特点可知道平衡时核素存在于三种物质中,D正确;
答案为:D。
13. 下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项 实验操作或做法 目的
A 向盛有固体的锥形瓶中滴加稀盐酸,产生无色气体 证明氯元素的非金属性强于硫元素
B 实验室将生成的乙酸乙酯导入饱和的溶液中,分液 使乙酸乙酯产品更加纯净
C 向2支盛有5 mL不同浓度溶液的试管中同时加入2 mL 5%的溶液,观察实验现象 探究浓度对反应速率的影响
D 向淀粉水解液中直接加入新制银氨溶液并水浴加热,未形成银镜 说明淀粉未发生水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.发生强酸制取弱酸的反应,盐酸为无氧酸,实验不能比较非金属性,故A错误;
B.由于饱和碳酸钠溶液能够吸收乙酸和乙醇,且能降低乙酸乙酯的溶解度,所以实验室将生成的乙酸乙酯通入饱和的溶液中,可使产品更加纯净,故B正确;
C.亚硫酸氢钠和过氧化氢反应,无明显现象,无法判断反应速率,故C错误;
D.利用银氨溶液检验淀粉水解产物葡萄糖,需在碱性环境下进行,题目并未先加碱至溶液呈碱性在检验,故D错误;
答案选B。
14. 两种气态烃以任意比例混合,在120℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中符合此条件的是
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
【答案】A
【解析】
【详解】假设有机物分子式,则,120℃时水变为水蒸气,燃烧前后体积不变,即,解得,即两种混合气态烃平均含4个H;
综上可知B、C、D错误,答案选A。
15. 已知A、B、C、D、E、为原子序数依次增大的五种短周期主族元素。A与B能形成具有10电子的微粒;C与E同主族;A与C能形成共价化合物,该化合物受热易分解;D的氯化物的焰色呈黄色。下列说法错误的是
A. 氧化物对应水化物的酸性可能为B>E
B. C和D能形成的离子化合物中的阴、阳离子个数比均为1∶1
C. 与溶液反应能产生E的单质
D. A与B能形成至少两种化合物
【答案】B
【解析】
【分析】已知A、B、C、D、E、为原子序数依次增大的五种短周期主族元素。A与B能形成具有10电子的微粒;则应该为,则A为H,B为N;C与E同主族;A与C能形成共价化合物,该化合物受热易分解,C为O,则E为S;D的氯化物的焰色呈黄色,则含有Na元素;
【详解】A.氧化物对应水化物的酸性可能为B>E,如HNO3>H2SO3,选项A错误;
B.C和D能形成的离子化合物Na2O2、Na2O中的阴、阳离子个数比均为1∶2,选项B错误;
C.与溶液反应能产生E的单质,反应为,选项C正确;
D.A与B能形成至少两种化合物NH3、N2H4,选项D正确;
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 亚硝酸钠(NaNO2)可用作建筑钢材的缓蚀剂;也可用作食品添加剂,抑制微生物,保持肉制品的结构和营养价值,但是过量摄入会导致中毒。
I.某工厂以浓HNO3、SO2、Na2CO3溶液等为原料生产NaNO2, 其流程如图:
(1)在“分解塔”中,按一定比通入SO2和喷入浓HNO3,产生NO和NO2。操作时将SO2从塔底通入,浓HNO3从塔顶向下喷淋,这种加料操作的目的是_______。
(2)“分解塔”中的温度不宜过高,其主要原因是 _______。
(3)“吸收塔”中主要发生NO、NO2与Na2CO3溶液反应生成NaNO2。写出NO、NO2按物质的量之比1: 1与Na2CO3反应生成NaNO2的化学方程式:_______。
II.某化学研究小组在实验室用稀HNO3、Cu、 Na2O2 为原料制备NaNO2,实验装置如图(夹持装置已省略)。
已知:①2NO+Na2O2 = 2NaNO2, 2NO2+Na2O2 =2NaNO3
②酸性条件下,NO、NO2或NO都能与MnO反应生成NO和Mn2+
(4)实验开始加入稀HNO3前,需要先打开止水夹K,向装置中通入一段时间N2,目的是_______。
(5)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(6)装置B、D不可省去,否则会导致产品中混有_______杂质(填化学式)。
III. NaNO2含量测定
工业亚硝酸钠产品中往往混有少量NaNO3等杂质,可以采用KMnO4测定含量。称取5.000g该亚硝酸钠产品溶于水配制成250mL的样品溶液。取25.00mL该样品溶液于锥形瓶中,用稀H2SO4酸化后,再向锥形瓶中滴加0.1000 mol·L-1KMnO4溶液,至恰好完全反应时,消耗28.00 mL KMnO4溶液。计算该产品中NaNO2的质量分数____。(写出计算过程)
【答案】 ①. 使SO2气体被充分吸收 ②. 硝酸受热会挥发、分解 ③. Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2 ④. 排除装置内的O2、CO2、水蒸气 ⑤. 3Cu+8H++2=3Cu2++4H2O+2NO↑ ⑥. NaNO3 ⑦. 96.6%
【解析】
【分析】I.将SO2通入浓HNO3溶液中后,有H2SO4生成,HNO3被还原为NO与NO2;将生成的混合物冷却后,向NO与NO2的混合气体中通入氮气后在吸收塔中用碳酸钠吸收,通入的氮气可以使NO和NO2混合气体被稀释,能被碳酸钠充分吸收,得到主产物NaNO2,所得的尾气中会有NO,可循环使用,最后将溶液结晶得到NaNO2。
II.A装置中铜与稀硝酸反应生成NO,NO气体经过浓硫酸干燥后与Na2O2发生氧化还原反应生成NaNO2,最后利用酸性高锰酸钾溶液吸收尾气,Na2O2能与水蒸气发生反应生成O2,O2能与NO反应生成NO2,NO2与Na2O2反应生成NaNO3,会使得产品的纯度降低,因此B中浓硫酸用于吸收A中挥发的水蒸气,D中浓硫酸用于吸收E中挥发的水蒸气。
【详解】I.(1)“分解塔"中SO2从塔底进入,硝酸从塔顶喷淋,可使二氧化硫与硝酸充分接触,使SO2气体被充分吸收,故答案为:使SO2气体被充分吸收;
(2)HNO3具有良好的挥发性且受热易发生分解,为防止硝酸受热会挥发、分解,则“分解塔”中的温度不宜过高,故答案为:硝酸受热会挥发、分解;
(3)NO、NO2按物质的量之比1: 1与Na2CO3反应生成NaNO2的反应中,N元素发生归中反应,根据化合价升降守恒以及原子守恒可知反应化学方程式为Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2;
II.(4)装置中残留的空气中含有O2、CO2、水蒸气,CO2、水蒸气能与Na2O2发生反应生成O2,O2能与NO发生反应生成NO2,因此实验开始加入稀HNO3前,需要先打开止水夹K,向装置中通入一段时间N2,目的是排除装置内的O2、CO2、水蒸气;
(5)A中铜与稀硝酸反应生成NO,反应离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++4H2O+2NO↑;
(6)由上述分析可知,若没有B、D装置,会导致产品中含有NaNO3;
III.根据化合价升降守恒可知,酸性高锰酸钾与NaNO2反应的关系式为5NaNO2~2KMnO4,25.00mL样品溶液反应消耗高锰酸钾的物质的量为0.1mol/L×0.028L=0.0028mol,则250mL样品溶液中含有n(NaNO2)=2.5×0.0028mol×10=0.07mol,样品中NaNO2质量为0.07mol×69g/mol=4.83g,该产品中NaNO2的质量分数为=96.6%。
17. 已知A、B、C、D为四种原子序数依次增大的短周期元素,A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和,D的单质在通常状况下呈黄绿色,B、C、D处在同一周期,A、B、C三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为X、Y、Z,且X、Y、Z间存在如图转化关系,回答下列问题:
(1)D的原子结构示意图为___________。
(2)A、B、D三种元素对应简单离子半径由大到小的顺序为___________(用离子符号表示),A、D的最简单氢化物中呈碱性的是___________(用化学式表示)。
(3)Y的溶液与C的单质反应的离子方程式为___________。
(4)A的最简单氢化物与D的单质反应可生成一种盐和A的单质,该盐的电子式是___________,发生反应的化学方程式为___________。
(5)向Y的溶液与Z反应生成的盐溶液中通入过量后产生白色絮状沉淀,原因是___________(用离子方程式表示)。
【答案】(1) (2) ①. ②.
(3)
(4) ①. ②.
(5)
【解析】
【分析】A、B、C、D为四种原子序数依次增大的短周期元素,D的单质在通常状况下呈黄绿色,则D为Cl元素; B、C、D处在同一周期,A、B、C三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为X、Y、Z,且X、Y、Z间存在如图转化关系,根据转化关系可知应为氢氧化铝与酸和强碱反应,B、C最高价氧化物的水化物反应生成盐和水,结合原子序数大小关系推测为氢氧化钠和氢氧化铝反应,故B为Na、C为Al;A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和,则A原子序数为13+11-17=7,为N,据此分析;
【小问1详解】
根据分析可知D为Cl元素,其原子结构示意图为: ;
【小问2详解】
电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,序数越大半径越小,A、B、D三种元素对应简单离子分别为:、、,则离子半径由大到小的顺序为:;A的最简单氢化物是呈碱性,D的最简单氢化物是HCl呈酸性;
【小问3详解】
Y推测是氢氧化钠,C为Al,离子反应方程式;
【小问4详解】
A的最简单氢化物是,D的单质是Cl2,根据信息可知反应可生成一种盐和A的单质,则反应的化学方程式为;其中盐为氯化铵,属于离子化合物,电子式为 ;
【小问5详解】
向NaOH溶液与Al反应生成的盐溶液中通入过量后产生白色絮状沉淀,是因为Al先与NaOH溶液反应生成偏铝酸盐,偏铝酸盐可与酸反应生成氢氧化铝,离子方程式表示;
18. 化学反应在发生物质变化的同时伴随着能量的变化,它是人类获取能量的重要途径,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。回答下列问题:
(1)的反应过程如图所示:
该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应,生成2 mol 吸收或放出的热量为___________。
(2)下列变化中属于吸热反应的是___________(填标号)。
①液态水汽化 ②生石灰与水反应生成熟石灰
③ ④与固体混合
(3)某化学反应中,设反应物的总能量为,生成物的总能量为。若,则该反应可用图___________(填“A”或“B”)表示。
(4)为了验证与的氧化性强弱,图中能达到实验目的的装置是___________(填标号),其正极的电极反应式为___________;若构建该原电池时两个电极的质量相等,当导线中通过0.4 mol电子时,两个电极的质量差为________g。
(5)用于燃料电池后,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。实验测得定向移向A电极,则________(填“A”或“B”)电极入口处通。
【答案】(1) ①. 放热 ②. 183 kJ
(2)③④ (3)B
(4) ①. ② ②. ③. 24
(5)A
【解析】
【小问1详解】
化学反应能量变化是由发生化学变化时化学键断裂吸收的能量和化学键形成时释放的能量不同引起的。吸收的能量高于放出的能量,反应为吸热反应;反之,为放热反应。由图象可知1 mol H2和1 mol Cl2断裂化学键分别形成2 mol H和2mol Cl吸收的能量为436 kJ和243 kJ,总计679 kJ。,2 mol H和2mol Cl形成2 mol HCl总计放出的能量为431 kJ×2=862 kJ,679 kJ>862 kJ,反应为放热反应,反应放出的热量为862 kJ-679 kJ=183 kJ。
答案为:放热,183 kJ;
【小问2详解】
①液态水汽化需要吸收能量,但该过程是物理变化,不符合题意;
②生石灰与水反应生成熟石灰反应放出大量的热,不符合题意;
③持续高温下进行的反应多数为吸热反应,二氧化碳和碳高温生成CO,反应为吸热反应,符合题意;
④Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合发生如下反应,该反应是典型吸热反应,符合题意;答案为③④;
【小问3详解】
说明反应物的总能量低于生成物的总能量。图中表示反应物的总能量的线低于表示生成物的总能量的线,B图符合题意。
【小问4详解】
①中Fe在冷浓HNO3中发生钝化,阻止Fe与浓HNO3进一步反应。于是,发生如下总反应,①中变化无法判断Fe2+与Cu2+的氧化性强弱。②中发生如下总反应,在该氧化还原反应中Cu2+为氧化剂,Fe2+为氧化产物,一般情况下,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,于是,氧化性Cu2+>Fe2+,利用②可以判断;原电池反应中正极上发生还原反应,物质得到电子,化合价降低,故正极电极反应式为:;导线中通过0.4 mol电子即0.4 mol电子转移,正极生成0.2mol铜,质量增加12.8g,负极反应为,反应消耗铁0.2mol,质量为11.2g,,即Cu电极减少12.8 g,C电极增加Fe11.2 g,于是两个电极的质量差为12.8 g+11.2 g=24 g。
【小问5详解】
在原电池中,阴离子向负极移动。于是,A极为负极,发生氧化反应;B极为正极,发生还原反应。CH4燃料电池的总反应为。其中,CH4做还原剂,发生氧化反应,故CH4应通入A极。
19. 以秸秆、木屑为原料可以制备乙醇、乙二醇等多种物质,转化路线如下(部分反应条件已略去)。F的产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平。
已知:①(R代表烃基或H,下同);
②。
回答下列问题:
(1)A是葡萄糖,A的分子式是___________,B分子中的官能团的名称是___________。
(2)F→G的化学方程式是___________。
(3)试剂a是___________(填化学式)溶液。
(4)B与E可生成有香味的物质,发生反应的化学方程式是___________。
(5)葡萄糖与新制的反应的现象是___________,该反应在医学上的应用是___________。
(6)W与B互为同系物,且W的相对分子质量比B大28,其中在一定条件下能生成与D含相同官能团的W是___________(任写一种结构简式)。
【答案】(1) ①. ②. 羟基
(2)
(3)NaOH (4)
(5) ①. 产生砖红色沉淀 ②. 糖尿病的筛查
(6)或
【解析】
【分析】F的产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平,则F为乙烯;乙烯可以与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成G,则G为二溴乙烷;根据B的分子式及反应条件可知B为乙醇;乙醇在催化剂作用下发生催化氧化反应生成D,则D为乙醛;乙醛可被氧化为乙酸,所以E为乙酸;秸秆、木屑中含纤维素,可水解出糖类,经过反应生成乙醇,所以A为葡萄糖;
【小问1详解】
A是葡萄糖,其分子式;B为乙醇,官能团为羟基;
【小问2详解】
F→G为乙烯与溴发生加成生成二溴乙烷,反应方程式:;
【小问3详解】
G→H为二溴乙烷反应生成乙二醇,参考已知①可知试剂a为NaOH溶液;
【小问4详解】
B为乙醇与E乙酸可生成有香味的物质乙酸乙酯和水,反应方程式:;
【小问5详解】
葡萄糖与新制的反应的现象是产生砖红色沉淀;该反应在医学上的应用是糖尿病的筛查;
【小问6详解】
W与B乙醇互为同系物,且W的相对分子质量比B大28,说明其烃基为丁基,其中在一定条件下能生成与D含相同官能团,说明能被氧化为醛,则W的结构可为;或;