浙江省宁波市北仑中学2018-2019高二上学期化学开学考试试卷

浙江省宁波市北仑中学2018-2019学年高二上学期化学开学考试试卷
一、选择题
1.(2018高二上·北仑开学考)下列图示的设备能将化学能转化为电能的是(  )
A. B.
C. D.
2.(2018高二上·北仑开学考)在塑料袋中放一个成熟的苹果和一些青香蕉,将袋口密封,两天后青香蕉成熟了。导致青香蕉成熟的物质是成熟苹果释放出的(  )
A.C2H4 B.CH3COOH C.C6H6 D.CH3CH2OH
3.(2018高二上·北仑开学考)下列说法正确的是(  )
A.煤和石油都是可再生资源
B.分离煤焦油可以获取苯
C.石油的裂化仅能得到烷烃
D.煤的气化和石油的分馏都属于物理变化
4.(2018高二上·北仑开学考)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是(  )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B.乙醇燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应 D.NaOH溶液与盐酸反应
5.(2018高二上·北仑开学考)将氨气通过灼热的CuO后,发现固体变红色,此外还收集到一种单质气体,这种气体估计应是(  )
A.O2 B.H2 C.NO D.N2
6.(2018高二上·北仑开学考)下列叙述不正确的是(  )
A.NH3易液化,液氨常用作制冷剂
B.浓HNO3 的氧化性强于稀HNO3
C.氨盐受热易分解,因此贮存氨态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处
D.稀HNO3和活泼金属反应时主要得到氢气
7.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为(  )
A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.1:3
8.(2018高二上·北仑开学考)在铝与稀硫酸的反应中,已知10s末硫酸的浓度减少了0.6mol·L-1,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是(  )
A.1.2mol·L-1·min-1 B.1.8mol·L-1·min-1
C.0.02mol·L-1·min-1 D.0.18mol·L-1·min-1
9.(2018高二上·北仑开学考)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中,以下叙述正确的是(  )
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速率甲比乙慢
10.(2018高二上·北仑开学考)用指定材料做电极来电解一定浓度的溶液甲,然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度,则合适的组是:(  )
阳极 阴极 溶液甲 物质乙
A
Pt Pt NaOH NaOH固体
B
Pt Pt H2SO4 H2O
C
C Fe NaCl 盐酸
D
粗铜 精铜 CuSO4 Cu(OH)2
A.A B.B C.C D.D
11.(2018高二上·北仑开学考)下列离子方程式书写正确的是(  )
A.Cu(OH)2与稀硝酸反应:H++OH-=H2O
B.铜片与浓硝酸反应:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
C.铁与稀硝酸反应:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O
D.浓烧碱溶液中加入铝片:2Al + 4OH-= 2AlO2- + 2 H2↑
12.(2018高二上·北仑开学考)下列各组物质的相互关系描述正确的是(  )
A.H2、D2和T2互为同位素
B.金刚石、C60、石墨互为同系物
C.(CH3)2CHC2H5和CH3CH2CH(CH3)2属于同种物质
D. 和 互为同分异构体
13.(2018高二上·北仑开学考)可以用分液漏斗分离的一组化合物是(  )
A.硝基苯和水 B.苯和溴苯
C.酒精和乙醚 D.溴乙烷和汽油
14.(2018高二上·北仑开学考)下列有机反应属于加成反应的是(  )
A.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
B.CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br
C.
D.
15.(2018高二上·北仑开学考)如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是(  )
A.甲能使酸性KMnO4溶液褪色
B.乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色
C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键
D.丁与浓硫酸混合加热,只能发生消去反应生成乙烯
16.(2018高二上·北仑开学考)有一种新合成的烃称为立方烷,它的碳架结构如图所示 ,关于它的说法不正确的是(  )
A.分子式是C8H8
B.与苯乙烯( )互为同分异构体
C.不能发生加成反应
D.二氯取代物共有4种
17.(2018高二上·北仑开学考)下列实验装置或操不能达到实验目的的是(  )
A.图1可用于实验室制取硝基苯
B.图2可用于测定CO2的生成速率
C.图3可用于除去甲烷中少量的乙烯得纯净甲烷
D.图4可用于石油的蒸馏
18.(2018高二上·北仑开学考)C2H5OH、CH4、C3H8、C是常用的燃料,它们的燃烧热依次为1366.8kJ·mol-1、890.3kJ·mol-1、2219.9kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1。相同质量的这四种燃料,完全燃烧时放出热量最少的是(  )
A.C2H5OH B.CH4 C.C3H8 D.C
19.(2018高一下·盐城期末)已知拆开1mol氢气中化学键需要吸收436kJ热量,拆开1mol氧气中的化学键需要吸收496kJ的热量,形成1molH—O共价键放出463kJ的热量。反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是(  )
A.2H(g)→H2(g) H >0
B.图中E1 = 932kJ
C.图中E2 = 926 kJ
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =-484 kJ·mol-1
20.(2018高二上·北仑开学考)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
① Sn(s,白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H1
② Sn(s,灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H2
③ Sn(s,灰) Sn(s,白) △H3=+2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是(  )
A.△H1>△H2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
21.(2018高二上·北仑开学考)下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置,其电极反应式为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-。下列有关叙述正确的是(  )
A.H2在负极发生氧化反应
B.该装置中只涉及两种形式的能量转化
C.氢氧燃料电池中OH-向b极移动
D.P-型半导体连接电池的负极
22.(2018高二上·北仑开学考)在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是 (  )
①增大反应物的浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂
A.①③⑤ B.②⑤ C.②③⑤ D.①③④
23.(2018高二上·北仑开学考)CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如右图所示。下列结论不正确的是(  )
A.反应开始2分钟内平均反应速率最大
B.反应4分钟后平均反应速率最小
C.反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大
D.反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小
24.(2018高二上·北仑开学考)已知CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH30H(g),现在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1molCO和2mol H2的混合气体,控制温度,进行反应,测得相关数据的关系如图l和图2所示。
下列说法正确的是(  )
A.该反应的正反应的△H>0
B.升温或减压,可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态
C.反应进行到5min时,a容器中v(正)= v(逆)
D.达到平衡时,a、b、c中CO转化率为b>a>c
25.(2018高二上·北仑开学考)一种生产聚苯乙烯的流程如下:
下列叙述不正确的是(  )
A.苯乙烯的分子式为C8H8
B.1mol苯乙烯最多可与4molH2发生加成反应
C.鉴别乙苯与苯乙烯可用Br2的四氯化碳溶液
D.乙烯、苯和乙苯的分子中所有原子均可处于同一平面
二、填空题
26.(2018高二上·北仑开学考)一位同学在复习时遇到这样一道习题:某无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”,加入铝粉后,只产生H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。
(1)加入铝粉产生H2,说明铝具有   (填“氧化性”或“还原性”)。
(2)该同学分析:若H+大量存在,则NO3-就不能大量存在。
设计实验证实如下:
① 盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是   。
② 根据现象ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验:
a.浅棕色气体是   。
b.实验1的目的是   。
c.实验1、2说明反应生成了NO,将生成NO的离子方程式补充完整:
   Al + NO3- +     =   Al 3++   NO +    
(3)再假设:若OH-大量存在,NO3-也可能不能大量存在。重新设计实验证实如下:
为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验:用湿润KI—淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。
① 刺激性气味的气体是   。
② 产生该气体的离子方程式是   。
(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是
   。
(5)实验结果证实:NO3-在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物。试题中的无色溶液一定能大量存在的是   。
27.(2018高二上·北仑开学考)某化学学习小组欲探究己烷的性质,用己烷进行下利实验:
实验1:
实验2:将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶中。过一段时间,溶液颜色变浅,打开瓶盖瓶口出现白雾。
实验3:根据下图的实验装置进行己烷催化裂化。
请回答下列问题:
(1)由实验1 知己烷的物理性质有   ;
(2)实验2 中的橙色溶液逐渐变浅的原因是       ;
A.己烷与溴发生发生取代反应
B.溴代己烷为无色物质
C.液溴向外挥发浓度降低
D.己烷与液溴发生加成反应
E.液溴与己烷分层,密度大的液溴在下层
(3)试管C中看到的现象是   ,说明有   生成;
(4)试写出装置Ⅰ中发生有丙烷生成的裂化反应方程式:
   。
28.(2018高二上·北仑开学考)NH3是一种重要的化工原料,在生产、生活中用途广泛。
(1)已知:
共价键 H―H N≡N N―H
键能/ kJ·mol-1 436 946 391
注:拆开气态物质中1 mol某种共价键需要吸收的能量,就是该共价键的键能。
N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g) H =   kJ·mol-1
(2)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入N2和H2发生反应:N2+3H2 2NH3,测得各组分浓度随时间变化如图所示。
① 表示c(N2)的曲线是   (填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)。
② 0~t0时用H2表示的反应速率:
v(H2)=   mol·L-1·min-1。
③ 下列能说明该反应达到平衡的是   。
a.混合气体的压强不再变化
b.2c(H2)=3c(NH3)
c.混合气体的质量不再变化
d.NH3的体积分数不再变化
(3)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示:
① 电极b名称是   。
② 电解质溶液中OH-离子向   移动(填“电
极a”或“电极b”)。
③ 电极a的电极反应式为   。
(4)可通过NH3与NaClO反应来制得火箭燃料肼(N2H4)。
该反应的化学反应方程式是   。
29.(2018高二上·北仑开学考)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1
(1)已知:CO(g)+ O2(g)=CO2(g);△H2=-283 kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为:
   ;
(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、
270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是   
②利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数
K=   。
(3)在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol L-1)变化如下表所示:
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是   ;且该条件所改变的量是   。
30.(2018高二上·北仑开学考)甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源,当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量,以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下:
反应I CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) ΔH1
反应Ⅱ CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH2
反应Ⅲ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,其中K2、K3随温度变化如下表所示:
125℃ 225℃ 325℃
K2 0.5535 185.8 9939.5
K3 1577 137.5 28.14
请回答:
(1)反应Ⅱ能够自发进行的条件   (填“低温”、“高温”或“任何温度”),ΔH1   ΔH3(填“>”、“<”或“=”)。
(2)相同条件下,甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢(反应Ⅱ)的先进之处在于   。
(3)在常压、CaO催化下,CH3OH和H2O混和气体(体积比1∶1.2,总物质的量2.2mol)进行反应,tl时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。
注:曲线a表示CH3OH的转化率,曲线b表示CO的选择性,曲线c表示CO2的选择性
①下列说法不正确的是   。
A.反应适宜温度为300℃
B.工业生产通常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整
C.已知CaO催化剂具有更高催化活性,可提高甲醇平衡转化率
D.添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率
②260℃时H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t1时刻H2物质的量随时间的变化曲线   。
(4)副产物CO2可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,生成甲酸的电极反应式是:
   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】常见能量的转化及运用
【解析】【解答】A、太阳能电热板是将太阳能转化为电能,A不符合题意;
B、风能发电,是将风能转化为电能,B不符合题意;
C、铅蓄电池,是将化学反应过程产生的化学能转化为电能,C符合题意;
D、煤气燃烧过程,化学能转化为内能,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对能量转化的考查,掌握常见的能量转化形式及其应用即可解答此题。
2.【答案】A
【知识点】乙烯的用途
【解析】【解答】成熟的苹果会释放出乙烯,乙烯是一种常用的水果催熟剂,A符合题意;
故答案为:A
【分析】乙烯是一种常用的水果催熟剂。
3.【答案】B
【知识点】石油的裂化和裂解;煤的干馏和综合利用
【解析】【解答】A、煤和石油都属于不可再生能源,A不符合题意;
B、分离煤焦油可以获取苯,B符合题意;
C、石油裂化可以得到相对分子质量较小、沸点较低的烃,C不符合题意;
D、煤的气化,是将其转化为CO和H2,属于化学变化;石油的分馏是利用沸点不同进行混合物的分离,属于物理变化,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对化石能源煤和石油的考查,此题中应注意煤的气化是将其转化为CO和H2,属于化学变化。
4.【答案】A
【知识点】吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A、反应过程需要吸收大量热,为吸热反应,A符合题意;
B、乙醇燃烧属于放热反应,B不符合题意;
C、铝热反应属于放热反应,C不符合题意;
D、酸碱中和反应属于放热反应,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】生成物总能量高于反应物总能量,则该反应为吸热反应。
5.【答案】D
【知识点】氨的性质及用途
【解析】【解答】固体变红,说明有Cu生成,则反应过程中铜元素化合价降低,被还原;因此产生的单质是由低价态的元素转化而来的,故产生的单质可能为O2,或N2;而加热条件下,Cu能与O2反应,故产生的单质为N2;
故答案为:D
【分析】固体变红,说明有Cu生成,则反应过程中铜元素化合价降低,被还原;故产生的单质的化合价应升高。
6.【答案】D
【知识点】氨的性质及用途
【解析】【解答】A.氨很容易液化,液态氨汽化时要吸收大量的热,使周围物质的温度急剧下降,所以氨常作为制冷剂,故A正确;
B.与金属反应时,稀HNO3被还原为NO,反应缓慢,浓HNO3被还原为NO2,反应剧烈,所以稀HNO3的氧化性弱于浓HNO3,故B正确;
C.氨盐受热易分解,因此贮存氨态氮肥时要密封保存,并放在阴凉处,故C正确;
D.由于稀HNO3的强氧化性,与活泼金属反应时不生成氢气,一般生成氮的氧化物,还可以生成硝酸铵,故D错误;
故选D.
【分析】A.因NH3易液化,液氨易挥发,吸热,导致温度降低,则液氨常用作制冷剂;
B.可根据与金属反应时的剧烈程度来比较氧化性强弱;
C.根据氨盐的不稳定性分析解答;
D.由于硝酸的氧化性,不能得到H2,主要得到NO;
7.【答案】C
【知识点】铝的化学性质
【解析】【解答】若仅根据氢气是相等,易错选A。由铝与盐酸反应方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,铝与氢氧化钠溶液反应方程式:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,可知生成等量氢气需两者物质的量之比为n(HCl):n(NaOH)=3:1。
【分析】本题考查金属铝与氢氧化钠溶液、盐酸等的反应,熟练掌握铝与酸和间的反应是解题的关键。
8.【答案】C
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】用硫酸表示的反应速率;铝与硫酸反应的化学方程式为2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2;根据化学反应速率之比等于化学计量系数之比,可得用硫酸铝表示的反应速率为
故答案为:C
【分析】根据反应速率的计算公式计算用H2SO4表示的速率,再结合速率之比等于化学计量系数之比,确定生成硫酸铝的反应速率。
9.【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、装置甲H+在铜电极上得电子,变成氢气,装置乙反应在锌片上进行,锌片上产生氢气,A不符合题意;
B、装置乙没有形成闭合回路,不属于原电池装置,B不符合题意;
C、两个烧杯中,H+均反应生成氢气,溶液中c(H+)减小,pH增大,C符合题意;
D、装置甲为原电池装置,其反应速率比一般化学反应速率要快,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】装置甲为原电池装置,锌做负极,其电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;铜做正极,其电极反应式为:2H++2e-=H2。装置乙为简单的锌与稀硫酸的反应。
10.【答案】B
【知识点】铜的电解精炼;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解NaOH溶液,实质发生电解的是水,故所加物质乙应为水,A不符合题意;
B、电解稀硫酸,实质发生电解的是水,故所加物质乙应为水,B符合题意;
C、电解NaCl溶液,发生反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2+H2,故所加物质乙应为HCl,C不符合题意;
D、粗铜做阳极,精铜做阴极,为电解精炼铜装置,故所加物质乙应为CuSO4,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、电解NaOH溶液,实质是电解水;
B、电解稀硫酸,实质是电解水;
C、电解NaCl溶液时,发生电解的为Cl-和水,同时生成OH-;
D、粗铜做阳极,精铜做阴极,为电解精炼铜装置;
11.【答案】B
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A、Cu(OH)2属于难溶性碱,不能拆成离子形式,A不符合题意;
B、铜与浓硝酸反应后生成NO2,该离子方程式正确,B符合题意;
C、稀硝酸具有氧化性,能将铁直接氧化成Fe3+,C不符合题意;
D、该离子方程式不满足电荷守恒,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、发生反应的化学方程式为:Cu(OH)2+HNO3=Cu(NO3)2+2H2O,由化学方程式写出离子方程式;
B、发生反应的化学方程式为:Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,由化学方程式写出离子方程式;
C、发生反应的化学方程式为:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O,由化学方程式写出离子方程式;
D、发生反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,由化学方程式写出离子方程式;
12.【答案】C
【知识点】同素异形体;同分异构现象和同分异构体;同系物;同位素及其应用
【解析】【解答】A、互为同位素的对象为原子,而H2、D2和T2为单质,A不符合题意;
B、互为同系物的对象为有机物,而金刚石、C60、石墨是由碳元素形成的单质,属于同素异形体,B不符合题意;
C、二者的组成元素和结构都相同,属于同一种物质,C符合题意;
D、二者的组成元素和结构相同,为同一种物质,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、同位素是指质子数相同,中子数不同的一类原子;
B、同系物是指结构相似,分子组成上相差一个或多个CH2的有机物;
C、组成元素相同,结构也相同的有机物;
D、分子式相同,结构不同的有机物互为同分异构体;
13.【答案】A
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、硝基苯为有机溶剂,和水互不相溶,互不相溶液体的分离用分液,需要用到分液漏斗,A符合题意;
B、苯和溴苯都是有机液体,能互溶,互溶液体的分离用蒸馏,不需要用到分液漏斗,B不符合题意;
C、酒精和乙醚都是常用的有机溶剂,能互溶,互溶液体的分离用蒸馏,不需要用到分液漏斗,C不符合题意;
D、溴乙烷和汽油都是有机液体,能互溶,互溶液体的分离用蒸馏,不需要用到分液漏斗,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】用分液漏斗进行分离的一组混合物,应是互不相溶的两种液体,据此分析选项中所给物质是否相互溶解即可。
14.【答案】B
【知识点】加成反应
【解析】【解答】A、该反应中反应物没有双键,且生成物有两种,不属于加成反应,属于取代反应,A不符合题意;
B、该反应中反应物含有碳碳双键,且生成物只有一种,属于加成反应,B符合题意;
C、该反应中生成物有两种,属于取代反应,C不符合题意;
D、该反应为甲烷的燃烧反应,属于氧化反应,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】发生加成反应的反应物中需含有双键,同时产物只有一种,据此分析选项所给反应的化学方程式即可。
15.【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质;乙烯的化学性质;苯的结构与性质;乙醇的化学性质;球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A、甲烷中不含有不饱和碳原子,不能使酸性KMnO4溶液褪色,A不符合题意;
B、乙烯中含有碳碳双键,与溴水发生加成反应,使溴水褪色,B不符合题意;
C、苯环的结构中,不存在单纯的碳碳单键和碳碳双键,而是存在介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊共价键,C符合题意;
D、乙醇与浓硫酸混合加热,可能发生消去反应生成乙烯,也可能发生取代反应生成乙醚,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】图中甲乙丙丁所代表的物质分别为CH4、CH2=CH2、苯、CH3CH2OH;结合这四种物质的性质分析选项;
16.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】A、在结构中,顶点表示碳原子,一个碳原子周围四个键,故该结构的分子式为C8H8,A不符合题意;
B、由苯乙烯的结构可知其分子式为C8H8,与立方烷的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B不符合题意;
C、立方烷中的碳原子为不饱和碳原子,可发生加成反应,C不符合题意;
D、立方烷为中心对称图形,其二氯代物有三种,两个氯原子可以处于相邻碳原子上、或面对角线上的碳原子上、或体对角线上的碳原子上,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、顶点表示碳原子,一个碳原子周围四个键;
B、苯乙烯的分子式为C8H8;
C、八个碳原子最多可接上18个氢原子,立方烷中的碳原子为不饱和碳原子;
D、由立方烷的对称性进行分析;
17.【答案】C
【知识点】蒸馏与分馏;洗气;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A、制备硝基苯时用浓硫酸做催化剂,反应过程需用水浴加热,A不符合题意;
B、图示装置中的针筒可用于确定单位时间内产生气体的体积,可确定CO2的生成速率,B不符合题意;
C、乙烯结构中含有碳碳双键,能被KMnO4氧化,而甲烷中不存在碳碳双键,与KMnO4不反应,C符合题意;
D、石油中含有多种沸点不同的有机物,可用蒸馏将其分离,蒸馏过程中需加入碎瓷片防止爆沸,同时冷凝水应从下口进,上口出,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、根据硝基苯的制备实验分析;
B、针筒可确定单位时间内产生气体的体积;
C、KMnO4能与乙烯反应,不能与甲烷反应;
D、根据蒸馏装置进行分析;
18.【答案】A
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】设四种物燃料的质量均为1g,则其物质的量分别为、、、;故其完全燃烧放出的热量分别为:、、、;因此放出热量最少的为C2H5OH;
故答案为:A
【分析】燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧,生成相应的稳定的氧化物时所放出的热量。相同质量的四种物质,可将其质量设为1g,求出各物质的物质的量,进而比较其完全燃烧时放出热量的大小。
19.【答案】D
【知识点】反应热和焓变
【解析】【解答】A、形成氢氢键放出热量,△H<0,选项A不符合题意;
B、根据图中信息可得E1 = 2×436 kJ +496 kJ =1368kJ,选项B不符合题意;
C、根据图中信息可得E2 = 4×463 kJ =1852kJ,选项C不符合题意;
D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =(E1 – E2)/mol=(1368 kJ -1852 kJ)/mol=-484 kJ·mol-1,选项D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据化学键键能与反应热的关系、化学反应与能量的关系等进行判断即可。
20.【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、由反应①②③可得 H3= H2- H1>0,因此△H1<△H2 ,A不符合题意;
B、灰锡转化为白锡的过程是吸热反应的过程,故白锡所具有的能量越高,其物质越稳定,因此常温下以白锡的状态存在,B不符合题意;
C、由反应③可知,灰锡转化为白锡的反应是一个吸热反应,C不符合题意;
D、由选项B可知,常温下锡主要以白锡的状态存在,当锡制品长期处于低于13.2℃时,会转化为灰锡,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、由 H3的表达式确定 H1和 H2的大小;
B、锡在常温下以稳定状态形式存在;
C、由反应③的反应热分析;
D、由反应③的反应热分析;
21.【答案】A
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A、由电极反应式可知,H2发生失电子的氧化反应,故H2作为负极反应物,A符合题意;
B、该装置中涉及的能量转化形式有化学能转化为电能,电能转化为光能,有三种能量形式的转化,B不符合题意;
C、由发光二极管中电子的移动方向可知,a电极为负极,b电极为正极,OH-移向负极,C不符合题意;
D、由发光二极管中电子的移动方向可知,a电极为负极,b电极为正极,故P-型半导体连接电池的正极,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】此题是燃料电池的考查,燃料电池属于原电池的一种,结合原电池中电子、离子的移动方向、电极反应进行分析。
22.【答案】B
【知识点】活化分子
【解析】【解答】①增大反应物浓度,活化分子数增大,活化分子百分数不变;
②升高温度,活化分子数增大,活化分子百分数增大;
③增大压强,活化分子数增大,活化分子百分数不变;
④移去生成物,浓度降低,活化分子数和活化分子百分数都减小;
⑤加入催化剂,活化分子数增大,活化分子百分数增大;
故答案为:B
【分析】根据浓度、温度、压强、催化剂对活化分子数和活化分子百分数的影响进行分析。
23.【答案】A
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、由三个时间段内曲线的斜率大小可知,平均反应速率最大的时间段为2min~4min内,A符合题意;
B、由三个时间段内曲线的斜率大小可知,平均反应速率最小的为反应4min后,B不符合题意;
C、反应开始4min内,盐酸的浓度逐渐减小,由于反应放热,温度逐渐升高,而反应速率逐渐增大,故此时温度对反应速率起主要作用,C不符合题意;
D、反应4min后,盐酸的浓度小,而温度还是升高的,但此时反应速率相比前4min是逐渐减小的,故此时浓度对反应速率起主要作用,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、由曲线斜率的大小确定反应速率的大小;
B、由曲线斜率的大小确定反应速率的大小;
C、由温度和浓度的变化分析对反应速率的影响;
D、由温度和浓度的变化以及反应速率的变化分析原因;
24.【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A、由图1可知,在500℃时,甲醇的物质的量更小,说明温度升高,平衡逆移,故正反应为放热反应,△H<0,A不符合题意;
B、b中的平衡状态转变成c中的平衡状态,甲醇的体积分数减小,说明平衡逆向移动,因为反应是放热反应,升高温度,平衡向逆向移动;又知反应物的化学计量数之和大于生成物的,增大压强,平衡逆向移动,B 符合题意;
C、从图2可以看出,反应进行到5min时,a容器的反应如达到平衡,升高温度,平衡向逆向移动,甲醇的体积分数应减小,但图象中给出的是增大,说明还没有达到平衡状态,C不符合题意;
D、达到平衡时,a、b、c三个容器的反应温度不同,a容器温度最低,c容器的反应温度最高,根据反应放热可判断出,升高温度,平衡逆向移动,甲醇的体积分数减小,故应为a>b>c,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、由图1中不同温度下甲醇的物质的量,并结合温度对平衡移动的影响,确定该反应的热效应;
B、结合温度、压强对平衡移动的影响分析;
C、结合平衡状态的判断进行分析;
D、结合温度对平衡移动的影响分析转化率的大小;
25.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、由苯乙烯的结构简式可知,其分子式为C8H8,A不符合题意;
B、苯乙烯中苯环、碳碳双键都能与H2发生加成反应,故1mol苯乙烯能与4molH2发生加成反应,B不符合题意;
C、乙苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,苯乙烯能与Br2发生加成反应,能使溴的四氯化碳溶液褪色,C不符合题意;
D、乙烯、苯为平面型分子,所有原子都在同一个平面内,乙苯中乙基(-CH2CH3)为四面体结构,所有原子不在同一个平面内,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、由苯乙烯的结构简式确定其分子式;
B、1mol双键能与1molH2发生加成反应;
C、乙苯不能与Br2发生反应;
D、根据乙烯、苯和乙苯的结构分析原子的共面问题;
26.【答案】(1)还原性
(2)6H+ + Al2O3 = 2Al3+ + 3H2O;NO2;对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能1;1;4H+;1;1;2H2O
(3)NH3;8Al +3NO3- + 5OH-+ 2H2O = 3NH3↑+ 8AlO2-
(4)2Al +2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
(5)Na+、OH-
【知识点】硝酸的化学性质;铝的化学性质
【解析】【解答】(1)反应过程中的H2是由H+得电子,变还原后生成的,体现了金属铝具有还原性;
(2)①Al2O3与盐酸反应生成AlCl3和H2O,该反应的离子方程式为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②a、浅棕色气体是反应过程中生成的NO被空气中的氧气氧化成的NO2;
b、实验1主要是为了验证空气中的氧气能否使湿润的KI-淀粉试纸变蓝,排除空气中氧气的干扰;
c、根据得失电子守恒、电荷守恒和原子个数守恒可的该反应的离子方程式为:Al+NO3-+4H+=Al3++NO+2H2O;
(3)①能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3;
②在碱性溶液中,铝反应后形成AlO2-,NH3是由NO3-的电子后形成的,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得该反应的离子方程式为:8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=3NH3↑+8AlO2-;
(4)铝与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,该反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(5)由以上实验过程可知,无色溶液中一定能大量存在的离子是Na+、OH-;
【分析】(1)根据化合价变化分析;
(2)①Al2O3与盐酸反应生成AlCl3和H2O;
②根据实验过程的步骤、现象进行分析;
(3)OH-大量存在,则溶液显碱性,产生的刺激性气味气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,说明产生的气体为NH3;
(4)铝与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2;
(5)结合以上分析作答;
27.【答案】(1)己烷比水轻;难溶于水,可溶解溴
(2)A;B
(3)酸性高锰酸钾的紫色褪去;气态烯烃
(4)CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3﹢CH3CH=CH2
【知识点】石油的裂化和裂解
【解析】【解答】(1)实验1中加入己烷后溶液分层,说明己烷不溶于水;分液后得到橙色溶液,说明己烷能溶解溴;
(2)溶液颜色变浅,说明溴的含量变小,瓶口出现白雾,说明有HCl生成;由此可判断溴与己烷反应生成无色的溴代己烷,故AB符合题意、C不符合题意;
D、己烷中不存在碳碳双键,不能发生加成反应,D不符合题意;
E、液溴能溶于己烷中,E不符合题意;
(3)己烷催化裂化后能生成气态烯烃,乙烯能被酸性KMnO4氧化,故可观察到溶液褪色;
(4)己烷催化裂化后生成丙烷的同时,一定会生成丙烯,故该反应的化学方程式为:CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3↑+CH3CH=CH2↑
【分析】(1)由实验1的现象可确定己烷的物理性质;
(2)溶液颜色变浅,说明溴的含量变小,瓶口出现白雾,说明有HCl生成;
(3)己烷催化裂化后能生成气态烯烃;
(4)生成丙烷的同时生成了丙烯,据此写出反应的化学方程式;
28.【答案】(1)-92
(2)曲线A;0.6/t0;a d
(3)正极;电极a;2NH3 + 6OH--6e- = N2 + 6H2O
(4)2NH3 + NaClO = N2H4+ NaCl + H2O
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;化学平衡状态的判断;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)题干中给出各个化学键的键能,用反应物共价键的键能总和减去生成物的共价键键能总和,即可得到该反应的反应热;生物NH3中含有3个N-H键。故可得反应热 H=946 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-2×3×391 kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1;
(2)①反应达到平衡时,曲线A消耗的量为0.2mol·L-1,曲线B消耗的量为0.6 mol·L-1,曲线C生成的量为0.2mol/L,故曲线A表示的是c(N2)的变化;
②0~t0时,H2的浓度变化量为0.6mol·L-1,故其反应速率为:mol·L-1·min-1
③a、该反应反应前后气体分子数发生变化,故压强会随着反应的进行发生变化,当压强不变时,反应达到平衡状态,a符合题意;
b、在任何时刻,化学反应速率之比等于化学计量系数之比,b不符合题意;
c、反应前后,都是气态物质,根据质量守恒定律,混合气体的质量一直保持不变,不可用于判断反应是否达到平衡状态,c不符合题意;
d、若反应正向进行,NH3的体积分数增大,若反应逆向进行,NH3的体积分数减小,故当NH3的体积分数保持不变时,反应达到平衡状态,d符合题意;
(3)①电极b一端通入氧气,氧气在正极得电子被还原,故电极b为正极;
②在原电池中,阴离子向负极移动,故OH-向电极a移动;
③电极a是NH3在碱性条件下失电子变成N2和H2O的反应,该电极反应式为:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;
(4)由题干可知,该反应的反应物为NH3和NaCl0,生成物之一为N2H4,反应过程中NH3发生失电子的氧化反应,则NaClO应发生得电子的还原反应,故另一种产物为NaCl,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得该反应的化学方程式为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
【分析】(1)用反应物共价键的键能总和减去生成物的共价键键能总和,即可得到该反应的反应热;
(2)①根据反应的量的关系确定曲线;
②根据速率的计算公式计算;
③根据平衡状态的判断分析;
(3)该装置为原电池装置,通入NH3的一端为负极,通入O2的一端为正极;结合原电池的相关知识进行作答;
(4)由题干可知,该反应的反应物为NH3和NaCl0,生成物之一为N2H4;
29.【答案】(1)CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-651kJ·mol-1
(2)270℃;4 L2 /mol2
(3)增大H2的浓度;增大了0.1 mol L-1
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡移动原理
【解析】【解答】(1)反应的化学方程式:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g),由盖斯定律可知,该反应的反应热 H=2 H3+ H2- H1=2×(-242 kJ·mol-1)+(-283 kJ·mol-1)-(-116 kJ·mol-1)=-651 kJ·mol-1;故反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-651kJ·mol-1;
(2)①由图像可知,曲线Z中CO的转化率最小,故反应正向进行的程度最小,由于该反应为放热反应,因此曲线Z对应的温度应最高,为270℃;
②由图可知,起始时:c(CO)=1mol/L、c(H2)为1.5mol/L;
发生变化的c(CO)=1mol/L×50%=0.5mol/L
列出反应的三段式
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)
起始浓度(mol/L) 1 1.5 0
变化浓度(mol/L) 0.5 1 0.5
平衡浓度(mol/L) 0.5 0.5 0.5
故可得该反应的平衡常数
(3)平衡时C(CH3OH)=0.04 mol/L,则反应消耗的c(CO)=0.04 mol/L,c(H2)=0.08 mol/L;故平衡时c(CO)=0.06 mol/L、c(H2)0.12 mol/L,由10min时各物质的浓度可知,改变的条件为增大了0.1mol/L的H2;
【分析】(1)根据盖斯定律确定目标反应的反应热;
(2)①结合温度对平衡移动的影响进行分析;
②列三段式进行计算,求出各物质的平衡浓度,再根据平衡常数的表达式进行计算;
(3)由平衡时CH3OH的浓度计算出平衡时c(CO)和c(H2),再结合10min时各物质的浓度进行分析;
30.【答案】(1)高温;>
(2)甲醇转化率高;产物中氢气含量高,一氧化碳含量低
(3)ABC;
(4)CO2+2H++2e-=HCOOH
【知识点】盖斯定律及其应用;电极反应和电池反应方程式;焓变和熵变;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】(1)由表格数据可知,反应Ⅱ的平衡常数K随温度的升高而增大,故该反应为吸热反应, H2>0;由反应方程式可知,该反应为熵减反应,故该反应需要在高温条件下才能自发进行;
由盖斯定律可得, H2=ΔH1-ΔH3>0,因此ΔH1>ΔH3
(2)由反应Ⅰ、Ⅱ可知,反应Ⅰ产生的H2较多,且没有CO气体生成,故可得其先进之处在于:甲醇转化率高;产物中氢气含量高,一氧化碳含量低;
(3)①A、300℃时,甲醇的转化率达到100%,但会有CO生成,A符合题意;
B、工业生产过程中是在常压下进行的,B符合题意;
C、催化剂对平衡移动没有影响,故不可提高甲醇的平衡转化率,C符合题意;
D、添加CaO后, 能与产生的CO2反应生成CaCO3,促使平衡正向移动,D不符合题意;
②温度升高至300℃时,反应速率加快,故反应达到平衡所需时间更短;另外,随着温度的升高,CO2的选择性降低,产生的H2也随着减小,因此达到平衡时,曲线应位置下方;
(4)甲酸中碳元素显+2价,该反应为得电子的还原反应,故电极反应式为:CO2+2H++2e-=HCOOH;
【分析】(1)根据K随温度的变化确定反应的热效应,综合焓判据和熵判据确定反应自发进行的条件;ΔH1和ΔH3的大小可由ΔH2分析确定;
(2)根据反应Ⅰ、Ⅱ中产物进行分析;
(3)①甲醇水蒸气重整,是为了得到H2,同时减少CO的产生,据此结合图像和选项进行分析;
②结合①中甲醇转化率、CO/CO2的选择性曲线分析,温度升高,CO2的选择性降低,故产生的H2减小;
(4)CO2转化为HCOOH的过程中发生还原反应;
浙江省宁波市北仑中学2018-2019学年高二上学期化学开学考试试卷
一、选择题
1.(2018高二上·北仑开学考)下列图示的设备能将化学能转化为电能的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】常见能量的转化及运用
【解析】【解答】A、太阳能电热板是将太阳能转化为电能,A不符合题意;
B、风能发电,是将风能转化为电能,B不符合题意;
C、铅蓄电池,是将化学反应过程产生的化学能转化为电能,C符合题意;
D、煤气燃烧过程,化学能转化为内能,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对能量转化的考查,掌握常见的能量转化形式及其应用即可解答此题。
2.(2018高二上·北仑开学考)在塑料袋中放一个成熟的苹果和一些青香蕉,将袋口密封,两天后青香蕉成熟了。导致青香蕉成熟的物质是成熟苹果释放出的(  )
A.C2H4 B.CH3COOH C.C6H6 D.CH3CH2OH
【答案】A
【知识点】乙烯的用途
【解析】【解答】成熟的苹果会释放出乙烯,乙烯是一种常用的水果催熟剂,A符合题意;
故答案为:A
【分析】乙烯是一种常用的水果催熟剂。
3.(2018高二上·北仑开学考)下列说法正确的是(  )
A.煤和石油都是可再生资源
B.分离煤焦油可以获取苯
C.石油的裂化仅能得到烷烃
D.煤的气化和石油的分馏都属于物理变化
【答案】B
【知识点】石油的裂化和裂解;煤的干馏和综合利用
【解析】【解答】A、煤和石油都属于不可再生能源,A不符合题意;
B、分离煤焦油可以获取苯,B符合题意;
C、石油裂化可以得到相对分子质量较小、沸点较低的烃,C不符合题意;
D、煤的气化,是将其转化为CO和H2,属于化学变化;石油的分馏是利用沸点不同进行混合物的分离,属于物理变化,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对化石能源煤和石油的考查,此题中应注意煤的气化是将其转化为CO和H2,属于化学变化。
4.(2018高二上·北仑开学考)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是(  )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B.乙醇燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应 D.NaOH溶液与盐酸反应
【答案】A
【知识点】吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A、反应过程需要吸收大量热,为吸热反应,A符合题意;
B、乙醇燃烧属于放热反应,B不符合题意;
C、铝热反应属于放热反应,C不符合题意;
D、酸碱中和反应属于放热反应,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】生成物总能量高于反应物总能量,则该反应为吸热反应。
5.(2018高二上·北仑开学考)将氨气通过灼热的CuO后,发现固体变红色,此外还收集到一种单质气体,这种气体估计应是(  )
A.O2 B.H2 C.NO D.N2
【答案】D
【知识点】氨的性质及用途
【解析】【解答】固体变红,说明有Cu生成,则反应过程中铜元素化合价降低,被还原;因此产生的单质是由低价态的元素转化而来的,故产生的单质可能为O2,或N2;而加热条件下,Cu能与O2反应,故产生的单质为N2;
故答案为:D
【分析】固体变红,说明有Cu生成,则反应过程中铜元素化合价降低,被还原;故产生的单质的化合价应升高。
6.(2018高二上·北仑开学考)下列叙述不正确的是(  )
A.NH3易液化,液氨常用作制冷剂
B.浓HNO3 的氧化性强于稀HNO3
C.氨盐受热易分解,因此贮存氨态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处
D.稀HNO3和活泼金属反应时主要得到氢气
【答案】D
【知识点】氨的性质及用途
【解析】【解答】A.氨很容易液化,液态氨汽化时要吸收大量的热,使周围物质的温度急剧下降,所以氨常作为制冷剂,故A正确;
B.与金属反应时,稀HNO3被还原为NO,反应缓慢,浓HNO3被还原为NO2,反应剧烈,所以稀HNO3的氧化性弱于浓HNO3,故B正确;
C.氨盐受热易分解,因此贮存氨态氮肥时要密封保存,并放在阴凉处,故C正确;
D.由于稀HNO3的强氧化性,与活泼金属反应时不生成氢气,一般生成氮的氧化物,还可以生成硝酸铵,故D错误;
故选D.
【分析】A.因NH3易液化,液氨易挥发,吸热,导致温度降低,则液氨常用作制冷剂;
B.可根据与金属反应时的剧烈程度来比较氧化性强弱;
C.根据氨盐的不稳定性分析解答;
D.由于硝酸的氧化性,不能得到H2,主要得到NO;
7.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为(  )
A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.1:3
【答案】C
【知识点】铝的化学性质
【解析】【解答】若仅根据氢气是相等,易错选A。由铝与盐酸反应方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,铝与氢氧化钠溶液反应方程式:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,可知生成等量氢气需两者物质的量之比为n(HCl):n(NaOH)=3:1。
【分析】本题考查金属铝与氢氧化钠溶液、盐酸等的反应,熟练掌握铝与酸和间的反应是解题的关键。
8.(2018高二上·北仑开学考)在铝与稀硫酸的反应中,已知10s末硫酸的浓度减少了0.6mol·L-1,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是(  )
A.1.2mol·L-1·min-1 B.1.8mol·L-1·min-1
C.0.02mol·L-1·min-1 D.0.18mol·L-1·min-1
【答案】C
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】用硫酸表示的反应速率;铝与硫酸反应的化学方程式为2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2;根据化学反应速率之比等于化学计量系数之比,可得用硫酸铝表示的反应速率为
故答案为:C
【分析】根据反应速率的计算公式计算用H2SO4表示的速率,再结合速率之比等于化学计量系数之比,确定生成硫酸铝的反应速率。
9.(2018高二上·北仑开学考)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中,以下叙述正确的是(  )
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速率甲比乙慢
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、装置甲H+在铜电极上得电子,变成氢气,装置乙反应在锌片上进行,锌片上产生氢气,A不符合题意;
B、装置乙没有形成闭合回路,不属于原电池装置,B不符合题意;
C、两个烧杯中,H+均反应生成氢气,溶液中c(H+)减小,pH增大,C符合题意;
D、装置甲为原电池装置,其反应速率比一般化学反应速率要快,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】装置甲为原电池装置,锌做负极,其电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;铜做正极,其电极反应式为:2H++2e-=H2。装置乙为简单的锌与稀硫酸的反应。
10.(2018高二上·北仑开学考)用指定材料做电极来电解一定浓度的溶液甲,然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度,则合适的组是:(  )
阳极 阴极 溶液甲 物质乙
A
Pt Pt NaOH NaOH固体
B
Pt Pt H2SO4 H2O
C
C Fe NaCl 盐酸
D
粗铜 精铜 CuSO4 Cu(OH)2
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】铜的电解精炼;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解NaOH溶液,实质发生电解的是水,故所加物质乙应为水,A不符合题意;
B、电解稀硫酸,实质发生电解的是水,故所加物质乙应为水,B符合题意;
C、电解NaCl溶液,发生反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2+H2,故所加物质乙应为HCl,C不符合题意;
D、粗铜做阳极,精铜做阴极,为电解精炼铜装置,故所加物质乙应为CuSO4,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、电解NaOH溶液,实质是电解水;
B、电解稀硫酸,实质是电解水;
C、电解NaCl溶液时,发生电解的为Cl-和水,同时生成OH-;
D、粗铜做阳极,精铜做阴极,为电解精炼铜装置;
11.(2018高二上·北仑开学考)下列离子方程式书写正确的是(  )
A.Cu(OH)2与稀硝酸反应:H++OH-=H2O
B.铜片与浓硝酸反应:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
C.铁与稀硝酸反应:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O
D.浓烧碱溶液中加入铝片:2Al + 4OH-= 2AlO2- + 2 H2↑
【答案】B
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A、Cu(OH)2属于难溶性碱,不能拆成离子形式,A不符合题意;
B、铜与浓硝酸反应后生成NO2,该离子方程式正确,B符合题意;
C、稀硝酸具有氧化性,能将铁直接氧化成Fe3+,C不符合题意;
D、该离子方程式不满足电荷守恒,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、发生反应的化学方程式为:Cu(OH)2+HNO3=Cu(NO3)2+2H2O,由化学方程式写出离子方程式;
B、发生反应的化学方程式为:Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,由化学方程式写出离子方程式;
C、发生反应的化学方程式为:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O,由化学方程式写出离子方程式;
D、发生反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,由化学方程式写出离子方程式;
12.(2018高二上·北仑开学考)下列各组物质的相互关系描述正确的是(  )
A.H2、D2和T2互为同位素
B.金刚石、C60、石墨互为同系物
C.(CH3)2CHC2H5和CH3CH2CH(CH3)2属于同种物质
D. 和 互为同分异构体
【答案】C
【知识点】同素异形体;同分异构现象和同分异构体;同系物;同位素及其应用
【解析】【解答】A、互为同位素的对象为原子,而H2、D2和T2为单质,A不符合题意;
B、互为同系物的对象为有机物,而金刚石、C60、石墨是由碳元素形成的单质,属于同素异形体,B不符合题意;
C、二者的组成元素和结构都相同,属于同一种物质,C符合题意;
D、二者的组成元素和结构相同,为同一种物质,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、同位素是指质子数相同,中子数不同的一类原子;
B、同系物是指结构相似,分子组成上相差一个或多个CH2的有机物;
C、组成元素相同,结构也相同的有机物;
D、分子式相同,结构不同的有机物互为同分异构体;
13.(2018高二上·北仑开学考)可以用分液漏斗分离的一组化合物是(  )
A.硝基苯和水 B.苯和溴苯
C.酒精和乙醚 D.溴乙烷和汽油
【答案】A
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、硝基苯为有机溶剂,和水互不相溶,互不相溶液体的分离用分液,需要用到分液漏斗,A符合题意;
B、苯和溴苯都是有机液体,能互溶,互溶液体的分离用蒸馏,不需要用到分液漏斗,B不符合题意;
C、酒精和乙醚都是常用的有机溶剂,能互溶,互溶液体的分离用蒸馏,不需要用到分液漏斗,C不符合题意;
D、溴乙烷和汽油都是有机液体,能互溶,互溶液体的分离用蒸馏,不需要用到分液漏斗,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】用分液漏斗进行分离的一组混合物,应是互不相溶的两种液体,据此分析选项中所给物质是否相互溶解即可。
14.(2018高二上·北仑开学考)下列有机反应属于加成反应的是(  )
A.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
B.CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br
C.
D.
【答案】B
【知识点】加成反应
【解析】【解答】A、该反应中反应物没有双键,且生成物有两种,不属于加成反应,属于取代反应,A不符合题意;
B、该反应中反应物含有碳碳双键,且生成物只有一种,属于加成反应,B符合题意;
C、该反应中生成物有两种,属于取代反应,C不符合题意;
D、该反应为甲烷的燃烧反应,属于氧化反应,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】发生加成反应的反应物中需含有双键,同时产物只有一种,据此分析选项所给反应的化学方程式即可。
15.(2018高二上·北仑开学考)如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是(  )
A.甲能使酸性KMnO4溶液褪色
B.乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色
C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键
D.丁与浓硫酸混合加热,只能发生消去反应生成乙烯
【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质;乙烯的化学性质;苯的结构与性质;乙醇的化学性质;球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A、甲烷中不含有不饱和碳原子,不能使酸性KMnO4溶液褪色,A不符合题意;
B、乙烯中含有碳碳双键,与溴水发生加成反应,使溴水褪色,B不符合题意;
C、苯环的结构中,不存在单纯的碳碳单键和碳碳双键,而是存在介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊共价键,C符合题意;
D、乙醇与浓硫酸混合加热,可能发生消去反应生成乙烯,也可能发生取代反应生成乙醚,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】图中甲乙丙丁所代表的物质分别为CH4、CH2=CH2、苯、CH3CH2OH;结合这四种物质的性质分析选项;
16.(2018高二上·北仑开学考)有一种新合成的烃称为立方烷,它的碳架结构如图所示 ,关于它的说法不正确的是(  )
A.分子式是C8H8
B.与苯乙烯( )互为同分异构体
C.不能发生加成反应
D.二氯取代物共有4种
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】A、在结构中,顶点表示碳原子,一个碳原子周围四个键,故该结构的分子式为C8H8,A不符合题意;
B、由苯乙烯的结构可知其分子式为C8H8,与立方烷的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B不符合题意;
C、立方烷中的碳原子为不饱和碳原子,可发生加成反应,C不符合题意;
D、立方烷为中心对称图形,其二氯代物有三种,两个氯原子可以处于相邻碳原子上、或面对角线上的碳原子上、或体对角线上的碳原子上,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、顶点表示碳原子,一个碳原子周围四个键;
B、苯乙烯的分子式为C8H8;
C、八个碳原子最多可接上18个氢原子,立方烷中的碳原子为不饱和碳原子;
D、由立方烷的对称性进行分析;
17.(2018高二上·北仑开学考)下列实验装置或操不能达到实验目的的是(  )
A.图1可用于实验室制取硝基苯
B.图2可用于测定CO2的生成速率
C.图3可用于除去甲烷中少量的乙烯得纯净甲烷
D.图4可用于石油的蒸馏
【答案】C
【知识点】蒸馏与分馏;洗气;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A、制备硝基苯时用浓硫酸做催化剂,反应过程需用水浴加热,A不符合题意;
B、图示装置中的针筒可用于确定单位时间内产生气体的体积,可确定CO2的生成速率,B不符合题意;
C、乙烯结构中含有碳碳双键,能被KMnO4氧化,而甲烷中不存在碳碳双键,与KMnO4不反应,C符合题意;
D、石油中含有多种沸点不同的有机物,可用蒸馏将其分离,蒸馏过程中需加入碎瓷片防止爆沸,同时冷凝水应从下口进,上口出,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、根据硝基苯的制备实验分析;
B、针筒可确定单位时间内产生气体的体积;
C、KMnO4能与乙烯反应,不能与甲烷反应;
D、根据蒸馏装置进行分析;
18.(2018高二上·北仑开学考)C2H5OH、CH4、C3H8、C是常用的燃料,它们的燃烧热依次为1366.8kJ·mol-1、890.3kJ·mol-1、2219.9kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1。相同质量的这四种燃料,完全燃烧时放出热量最少的是(  )
A.C2H5OH B.CH4 C.C3H8 D.C
【答案】A
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】设四种物燃料的质量均为1g,则其物质的量分别为、、、;故其完全燃烧放出的热量分别为:、、、;因此放出热量最少的为C2H5OH;
故答案为:A
【分析】燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧,生成相应的稳定的氧化物时所放出的热量。相同质量的四种物质,可将其质量设为1g,求出各物质的物质的量,进而比较其完全燃烧时放出热量的大小。
19.(2018高一下·盐城期末)已知拆开1mol氢气中化学键需要吸收436kJ热量,拆开1mol氧气中的化学键需要吸收496kJ的热量,形成1molH—O共价键放出463kJ的热量。反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是(  )
A.2H(g)→H2(g) H >0
B.图中E1 = 932kJ
C.图中E2 = 926 kJ
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =-484 kJ·mol-1
【答案】D
【知识点】反应热和焓变
【解析】【解答】A、形成氢氢键放出热量,△H<0,选项A不符合题意;
B、根据图中信息可得E1 = 2×436 kJ +496 kJ =1368kJ,选项B不符合题意;
C、根据图中信息可得E2 = 4×463 kJ =1852kJ,选项C不符合题意;
D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =(E1 – E2)/mol=(1368 kJ -1852 kJ)/mol=-484 kJ·mol-1,选项D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据化学键键能与反应热的关系、化学反应与能量的关系等进行判断即可。
20.(2018高二上·北仑开学考)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
① Sn(s,白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H1
② Sn(s,灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H2
③ Sn(s,灰) Sn(s,白) △H3=+2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是(  )
A.△H1>△H2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、由反应①②③可得 H3= H2- H1>0,因此△H1<△H2 ,A不符合题意;
B、灰锡转化为白锡的过程是吸热反应的过程,故白锡所具有的能量越高,其物质越稳定,因此常温下以白锡的状态存在,B不符合题意;
C、由反应③可知,灰锡转化为白锡的反应是一个吸热反应,C不符合题意;
D、由选项B可知,常温下锡主要以白锡的状态存在,当锡制品长期处于低于13.2℃时,会转化为灰锡,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、由 H3的表达式确定 H1和 H2的大小;
B、锡在常温下以稳定状态形式存在;
C、由反应③的反应热分析;
D、由反应③的反应热分析;
21.(2018高二上·北仑开学考)下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置,其电极反应式为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-。下列有关叙述正确的是(  )
A.H2在负极发生氧化反应
B.该装置中只涉及两种形式的能量转化
C.氢氧燃料电池中OH-向b极移动
D.P-型半导体连接电池的负极
【答案】A
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A、由电极反应式可知,H2发生失电子的氧化反应,故H2作为负极反应物,A符合题意;
B、该装置中涉及的能量转化形式有化学能转化为电能,电能转化为光能,有三种能量形式的转化,B不符合题意;
C、由发光二极管中电子的移动方向可知,a电极为负极,b电极为正极,OH-移向负极,C不符合题意;
D、由发光二极管中电子的移动方向可知,a电极为负极,b电极为正极,故P-型半导体连接电池的正极,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】此题是燃料电池的考查,燃料电池属于原电池的一种,结合原电池中电子、离子的移动方向、电极反应进行分析。
22.(2018高二上·北仑开学考)在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是 (  )
①增大反应物的浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂
A.①③⑤ B.②⑤ C.②③⑤ D.①③④
【答案】B
【知识点】活化分子
【解析】【解答】①增大反应物浓度,活化分子数增大,活化分子百分数不变;
②升高温度,活化分子数增大,活化分子百分数增大;
③增大压强,活化分子数增大,活化分子百分数不变;
④移去生成物,浓度降低,活化分子数和活化分子百分数都减小;
⑤加入催化剂,活化分子数增大,活化分子百分数增大;
故答案为:B
【分析】根据浓度、温度、压强、催化剂对活化分子数和活化分子百分数的影响进行分析。
23.(2018高二上·北仑开学考)CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如右图所示。下列结论不正确的是(  )
A.反应开始2分钟内平均反应速率最大
B.反应4分钟后平均反应速率最小
C.反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大
D.反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小
【答案】A
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、由三个时间段内曲线的斜率大小可知,平均反应速率最大的时间段为2min~4min内,A符合题意;
B、由三个时间段内曲线的斜率大小可知,平均反应速率最小的为反应4min后,B不符合题意;
C、反应开始4min内,盐酸的浓度逐渐减小,由于反应放热,温度逐渐升高,而反应速率逐渐增大,故此时温度对反应速率起主要作用,C不符合题意;
D、反应4min后,盐酸的浓度小,而温度还是升高的,但此时反应速率相比前4min是逐渐减小的,故此时浓度对反应速率起主要作用,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、由曲线斜率的大小确定反应速率的大小;
B、由曲线斜率的大小确定反应速率的大小;
C、由温度和浓度的变化分析对反应速率的影响;
D、由温度和浓度的变化以及反应速率的变化分析原因;
24.(2018高二上·北仑开学考)已知CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH30H(g),现在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1molCO和2mol H2的混合气体,控制温度,进行反应,测得相关数据的关系如图l和图2所示。
下列说法正确的是(  )
A.该反应的正反应的△H>0
B.升温或减压,可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态
C.反应进行到5min时,a容器中v(正)= v(逆)
D.达到平衡时,a、b、c中CO转化率为b>a>c
【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A、由图1可知,在500℃时,甲醇的物质的量更小,说明温度升高,平衡逆移,故正反应为放热反应,△H<0,A不符合题意;
B、b中的平衡状态转变成c中的平衡状态,甲醇的体积分数减小,说明平衡逆向移动,因为反应是放热反应,升高温度,平衡向逆向移动;又知反应物的化学计量数之和大于生成物的,增大压强,平衡逆向移动,B 符合题意;
C、从图2可以看出,反应进行到5min时,a容器的反应如达到平衡,升高温度,平衡向逆向移动,甲醇的体积分数应减小,但图象中给出的是增大,说明还没有达到平衡状态,C不符合题意;
D、达到平衡时,a、b、c三个容器的反应温度不同,a容器温度最低,c容器的反应温度最高,根据反应放热可判断出,升高温度,平衡逆向移动,甲醇的体积分数减小,故应为a>b>c,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、由图1中不同温度下甲醇的物质的量,并结合温度对平衡移动的影响,确定该反应的热效应;
B、结合温度、压强对平衡移动的影响分析;
C、结合平衡状态的判断进行分析;
D、结合温度对平衡移动的影响分析转化率的大小;
25.(2018高二上·北仑开学考)一种生产聚苯乙烯的流程如下:
下列叙述不正确的是(  )
A.苯乙烯的分子式为C8H8
B.1mol苯乙烯最多可与4molH2发生加成反应
C.鉴别乙苯与苯乙烯可用Br2的四氯化碳溶液
D.乙烯、苯和乙苯的分子中所有原子均可处于同一平面
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、由苯乙烯的结构简式可知,其分子式为C8H8,A不符合题意;
B、苯乙烯中苯环、碳碳双键都能与H2发生加成反应,故1mol苯乙烯能与4molH2发生加成反应,B不符合题意;
C、乙苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,苯乙烯能与Br2发生加成反应,能使溴的四氯化碳溶液褪色,C不符合题意;
D、乙烯、苯为平面型分子,所有原子都在同一个平面内,乙苯中乙基(-CH2CH3)为四面体结构,所有原子不在同一个平面内,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、由苯乙烯的结构简式确定其分子式;
B、1mol双键能与1molH2发生加成反应;
C、乙苯不能与Br2发生反应;
D、根据乙烯、苯和乙苯的结构分析原子的共面问题;
二、填空题
26.(2018高二上·北仑开学考)一位同学在复习时遇到这样一道习题:某无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”,加入铝粉后,只产生H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。
(1)加入铝粉产生H2,说明铝具有   (填“氧化性”或“还原性”)。
(2)该同学分析:若H+大量存在,则NO3-就不能大量存在。
设计实验证实如下:
① 盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是   。
② 根据现象ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验:
a.浅棕色气体是   。
b.实验1的目的是   。
c.实验1、2说明反应生成了NO,将生成NO的离子方程式补充完整:
   Al + NO3- +     =   Al 3++   NO +    
(3)再假设:若OH-大量存在,NO3-也可能不能大量存在。重新设计实验证实如下:
为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验:用湿润KI—淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。
① 刺激性气味的气体是   。
② 产生该气体的离子方程式是   。
(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是
   。
(5)实验结果证实:NO3-在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物。试题中的无色溶液一定能大量存在的是   。
【答案】(1)还原性
(2)6H+ + Al2O3 = 2Al3+ + 3H2O;NO2;对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能1;1;4H+;1;1;2H2O
(3)NH3;8Al +3NO3- + 5OH-+ 2H2O = 3NH3↑+ 8AlO2-
(4)2Al +2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
(5)Na+、OH-
【知识点】硝酸的化学性质;铝的化学性质
【解析】【解答】(1)反应过程中的H2是由H+得电子,变还原后生成的,体现了金属铝具有还原性;
(2)①Al2O3与盐酸反应生成AlCl3和H2O,该反应的离子方程式为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②a、浅棕色气体是反应过程中生成的NO被空气中的氧气氧化成的NO2;
b、实验1主要是为了验证空气中的氧气能否使湿润的KI-淀粉试纸变蓝,排除空气中氧气的干扰;
c、根据得失电子守恒、电荷守恒和原子个数守恒可的该反应的离子方程式为:Al+NO3-+4H+=Al3++NO+2H2O;
(3)①能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3;
②在碱性溶液中,铝反应后形成AlO2-,NH3是由NO3-的电子后形成的,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得该反应的离子方程式为:8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=3NH3↑+8AlO2-;
(4)铝与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,该反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(5)由以上实验过程可知,无色溶液中一定能大量存在的离子是Na+、OH-;
【分析】(1)根据化合价变化分析;
(2)①Al2O3与盐酸反应生成AlCl3和H2O;
②根据实验过程的步骤、现象进行分析;
(3)OH-大量存在,则溶液显碱性,产生的刺激性气味气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,说明产生的气体为NH3;
(4)铝与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2;
(5)结合以上分析作答;
27.(2018高二上·北仑开学考)某化学学习小组欲探究己烷的性质,用己烷进行下利实验:
实验1:
实验2:将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶中。过一段时间,溶液颜色变浅,打开瓶盖瓶口出现白雾。
实验3:根据下图的实验装置进行己烷催化裂化。
请回答下列问题:
(1)由实验1 知己烷的物理性质有   ;
(2)实验2 中的橙色溶液逐渐变浅的原因是       ;
A.己烷与溴发生发生取代反应
B.溴代己烷为无色物质
C.液溴向外挥发浓度降低
D.己烷与液溴发生加成反应
E.液溴与己烷分层,密度大的液溴在下层
(3)试管C中看到的现象是   ,说明有   生成;
(4)试写出装置Ⅰ中发生有丙烷生成的裂化反应方程式:
   。
【答案】(1)己烷比水轻;难溶于水,可溶解溴
(2)A;B
(3)酸性高锰酸钾的紫色褪去;气态烯烃
(4)CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3﹢CH3CH=CH2
【知识点】石油的裂化和裂解
【解析】【解答】(1)实验1中加入己烷后溶液分层,说明己烷不溶于水;分液后得到橙色溶液,说明己烷能溶解溴;
(2)溶液颜色变浅,说明溴的含量变小,瓶口出现白雾,说明有HCl生成;由此可判断溴与己烷反应生成无色的溴代己烷,故AB符合题意、C不符合题意;
D、己烷中不存在碳碳双键,不能发生加成反应,D不符合题意;
E、液溴能溶于己烷中,E不符合题意;
(3)己烷催化裂化后能生成气态烯烃,乙烯能被酸性KMnO4氧化,故可观察到溶液褪色;
(4)己烷催化裂化后生成丙烷的同时,一定会生成丙烯,故该反应的化学方程式为:CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3↑+CH3CH=CH2↑
【分析】(1)由实验1的现象可确定己烷的物理性质;
(2)溶液颜色变浅,说明溴的含量变小,瓶口出现白雾,说明有HCl生成;
(3)己烷催化裂化后能生成气态烯烃;
(4)生成丙烷的同时生成了丙烯,据此写出反应的化学方程式;
28.(2018高二上·北仑开学考)NH3是一种重要的化工原料,在生产、生活中用途广泛。
(1)已知:
共价键 H―H N≡N N―H
键能/ kJ·mol-1 436 946 391
注:拆开气态物质中1 mol某种共价键需要吸收的能量,就是该共价键的键能。
N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g) H =   kJ·mol-1
(2)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入N2和H2发生反应:N2+3H2 2NH3,测得各组分浓度随时间变化如图所示。
① 表示c(N2)的曲线是   (填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)。
② 0~t0时用H2表示的反应速率:
v(H2)=   mol·L-1·min-1。
③ 下列能说明该反应达到平衡的是   。
a.混合气体的压强不再变化
b.2c(H2)=3c(NH3)
c.混合气体的质量不再变化
d.NH3的体积分数不再变化
(3)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示:
① 电极b名称是   。
② 电解质溶液中OH-离子向   移动(填“电
极a”或“电极b”)。
③ 电极a的电极反应式为   。
(4)可通过NH3与NaClO反应来制得火箭燃料肼(N2H4)。
该反应的化学反应方程式是   。
【答案】(1)-92
(2)曲线A;0.6/t0;a d
(3)正极;电极a;2NH3 + 6OH--6e- = N2 + 6H2O
(4)2NH3 + NaClO = N2H4+ NaCl + H2O
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;化学平衡状态的判断;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)题干中给出各个化学键的键能,用反应物共价键的键能总和减去生成物的共价键键能总和,即可得到该反应的反应热;生物NH3中含有3个N-H键。故可得反应热 H=946 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-2×3×391 kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1;
(2)①反应达到平衡时,曲线A消耗的量为0.2mol·L-1,曲线B消耗的量为0.6 mol·L-1,曲线C生成的量为0.2mol/L,故曲线A表示的是c(N2)的变化;
②0~t0时,H2的浓度变化量为0.6mol·L-1,故其反应速率为:mol·L-1·min-1
③a、该反应反应前后气体分子数发生变化,故压强会随着反应的进行发生变化,当压强不变时,反应达到平衡状态,a符合题意;
b、在任何时刻,化学反应速率之比等于化学计量系数之比,b不符合题意;
c、反应前后,都是气态物质,根据质量守恒定律,混合气体的质量一直保持不变,不可用于判断反应是否达到平衡状态,c不符合题意;
d、若反应正向进行,NH3的体积分数增大,若反应逆向进行,NH3的体积分数减小,故当NH3的体积分数保持不变时,反应达到平衡状态,d符合题意;
(3)①电极b一端通入氧气,氧气在正极得电子被还原,故电极b为正极;
②在原电池中,阴离子向负极移动,故OH-向电极a移动;
③电极a是NH3在碱性条件下失电子变成N2和H2O的反应,该电极反应式为:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;
(4)由题干可知,该反应的反应物为NH3和NaCl0,生成物之一为N2H4,反应过程中NH3发生失电子的氧化反应,则NaClO应发生得电子的还原反应,故另一种产物为NaCl,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得该反应的化学方程式为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
【分析】(1)用反应物共价键的键能总和减去生成物的共价键键能总和,即可得到该反应的反应热;
(2)①根据反应的量的关系确定曲线;
②根据速率的计算公式计算;
③根据平衡状态的判断分析;
(3)该装置为原电池装置,通入NH3的一端为负极,通入O2的一端为正极;结合原电池的相关知识进行作答;
(4)由题干可知,该反应的反应物为NH3和NaCl0,生成物之一为N2H4;
29.(2018高二上·北仑开学考)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1
(1)已知:CO(g)+ O2(g)=CO2(g);△H2=-283 kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为:
   ;
(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、
270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是   
②利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数
K=   。
(3)在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol L-1)变化如下表所示:
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是   ;且该条件所改变的量是   。
【答案】(1)CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-651kJ·mol-1
(2)270℃;4 L2 /mol2
(3)增大H2的浓度;增大了0.1 mol L-1
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡移动原理
【解析】【解答】(1)反应的化学方程式:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g),由盖斯定律可知,该反应的反应热 H=2 H3+ H2- H1=2×(-242 kJ·mol-1)+(-283 kJ·mol-1)-(-116 kJ·mol-1)=-651 kJ·mol-1;故反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-651kJ·mol-1;
(2)①由图像可知,曲线Z中CO的转化率最小,故反应正向进行的程度最小,由于该反应为放热反应,因此曲线Z对应的温度应最高,为270℃;
②由图可知,起始时:c(CO)=1mol/L、c(H2)为1.5mol/L;
发生变化的c(CO)=1mol/L×50%=0.5mol/L
列出反应的三段式
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)
起始浓度(mol/L) 1 1.5 0
变化浓度(mol/L) 0.5 1 0.5
平衡浓度(mol/L) 0.5 0.5 0.5
故可得该反应的平衡常数
(3)平衡时C(CH3OH)=0.04 mol/L,则反应消耗的c(CO)=0.04 mol/L,c(H2)=0.08 mol/L;故平衡时c(CO)=0.06 mol/L、c(H2)0.12 mol/L,由10min时各物质的浓度可知,改变的条件为增大了0.1mol/L的H2;
【分析】(1)根据盖斯定律确定目标反应的反应热;
(2)①结合温度对平衡移动的影响进行分析;
②列三段式进行计算,求出各物质的平衡浓度,再根据平衡常数的表达式进行计算;
(3)由平衡时CH3OH的浓度计算出平衡时c(CO)和c(H2),再结合10min时各物质的浓度进行分析;
30.(2018高二上·北仑开学考)甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源,当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量,以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下:
反应I CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) ΔH1
反应Ⅱ CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH2
反应Ⅲ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,其中K2、K3随温度变化如下表所示:
125℃ 225℃ 325℃
K2 0.5535 185.8 9939.5
K3 1577 137.5 28.14
请回答:
(1)反应Ⅱ能够自发进行的条件   (填“低温”、“高温”或“任何温度”),ΔH1   ΔH3(填“>”、“<”或“=”)。
(2)相同条件下,甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢(反应Ⅱ)的先进之处在于   。
(3)在常压、CaO催化下,CH3OH和H2O混和气体(体积比1∶1.2,总物质的量2.2mol)进行反应,tl时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。
注:曲线a表示CH3OH的转化率,曲线b表示CO的选择性,曲线c表示CO2的选择性
①下列说法不正确的是   。
A.反应适宜温度为300℃
B.工业生产通常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整
C.已知CaO催化剂具有更高催化活性,可提高甲醇平衡转化率
D.添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率
②260℃时H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t1时刻H2物质的量随时间的变化曲线   。
(4)副产物CO2可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,生成甲酸的电极反应式是:
   。
【答案】(1)高温;>
(2)甲醇转化率高;产物中氢气含量高,一氧化碳含量低
(3)ABC;
(4)CO2+2H++2e-=HCOOH
【知识点】盖斯定律及其应用;电极反应和电池反应方程式;焓变和熵变;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】(1)由表格数据可知,反应Ⅱ的平衡常数K随温度的升高而增大,故该反应为吸热反应, H2>0;由反应方程式可知,该反应为熵减反应,故该反应需要在高温条件下才能自发进行;
由盖斯定律可得, H2=ΔH1-ΔH3>0,因此ΔH1>ΔH3
(2)由反应Ⅰ、Ⅱ可知,反应Ⅰ产生的H2较多,且没有CO气体生成,故可得其先进之处在于:甲醇转化率高;产物中氢气含量高,一氧化碳含量低;
(3)①A、300℃时,甲醇的转化率达到100%,但会有CO生成,A符合题意;
B、工业生产过程中是在常压下进行的,B符合题意;
C、催化剂对平衡移动没有影响,故不可提高甲醇的平衡转化率,C符合题意;
D、添加CaO后, 能与产生的CO2反应生成CaCO3,促使平衡正向移动,D不符合题意;
②温度升高至300℃时,反应速率加快,故反应达到平衡所需时间更短;另外,随着温度的升高,CO2的选择性降低,产生的H2也随着减小,因此达到平衡时,曲线应位置下方;
(4)甲酸中碳元素显+2价,该反应为得电子的还原反应,故电极反应式为:CO2+2H++2e-=HCOOH;
【分析】(1)根据K随温度的变化确定反应的热效应,综合焓判据和熵判据确定反应自发进行的条件;ΔH1和ΔH3的大小可由ΔH2分析确定;
(2)根据反应Ⅰ、Ⅱ中产物进行分析;
(3)①甲醇水蒸气重整,是为了得到H2,同时减少CO的产生,据此结合图像和选项进行分析;
②结合①中甲醇转化率、CO/CO2的选择性曲线分析,温度升高,CO2的选择性降低,故产生的H2减小;
(4)CO2转化为HCOOH的过程中发生还原反应;

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