河北省正定中学2016-2017学年高一下学期期末考试化学试题(解析版)
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注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
考试时间90分钟,总分100分。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填涂在答或答题纸上。
3.回答第Ⅰ卷时,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。
写在本试卷上无效。
4.回答第II卷时,将答案写在答题纸上,写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量: H-1 C-12 N -14 O-16 Pe- 56 Cu -64
第I卷(选择题,共50分)
―、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分)
1. 化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。
下列说法正确的是
A. 为提高农作物的产量和质量,应大量使用化肥和农药
B. 绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
C. 实现化石燃料清洁利用,就无需开发新能源
D. 垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用
【答案】D
【解析】
化肥和农药虽然能提高农作物的产量和质量,但会污染环境、影响人体健康,不能大量使用,A错误;绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除对环境的污染,B错误;化石燃料属于不可再生能源,故仍需开发新能源缓解能源缺乏的问题,C错误;垃圾可分类回收利用,节约能源,D正确。
2.下列有关化学用语,使用正确的是
A. 氯原子的原子结构示意图:
B. NH4C1的电子式:
C. 原子核内有10个中子的氧原子:O
D. 乙烯的结构式:CH2==CH2
【答案】C
【解析】
A. 氯原子的核外电子数是17,原子结构示意图:,A错误;
B. NH4C1是离子化合物,电子式:
,B错误;C. 原子核内有10个中子的氧原子可表示为,C正确;D. 乙烯的结构式:
,D错误。
答案选C。
点睛:注意了解有机物结构的常见表示方法,(1)结构式:完整的表示出有机物分子中每个原子的成键情况。
(2)结构简式:结构式的缩简形式。
结构式中表示单键的“—”可以省略,“C=C”和“C≡C”不能省略。
醛基、羧基则可简写为—CHO和—COOH。
(3)键线式:写键线式要注意的几个问题:①一般表示3个以上碳原子的有机物;②只忽略C—H键,其余的化学键不能忽略;③必须表示出C=C、C≡C键等官能团;
④碳氢原子不标注,其余原子必须标注(含羟基、醛基和羧基中氢原子);⑤计算分子式时不能忘记顶端的碳原子。
另外还需要注意球棍模型和比例模型的区别。
3. 下列关于常见有机物的说法不正确的是
A. 乙烯和苯都能与溴水反应
B. 乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应
C. 糖类和蛋白质都是人体
重要的营养物质 D. 乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
【答案】A
【解析】
苯不能与溴水发生反应,只能与液溴反应,A错误;乙酸与NaOH发生酸碱中和,油脂在碱性条件能水解,B正确;糖类,油脂和蛋白质是重要营养的物质,C正确;乙烯可以使高锰酸钾褪色,而甲烷不可以,D正确。
4.设N A为阿伏加德罗常数值。
下列有关叙述正确的是( )
A. 14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2N A
B. 1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2N A
C. 1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2N A
D. 标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4N A
【答案】A
【解析】
试题分析:A.14g乙烯和丙烯混合气体中含CH2物质的量==1mol,含氢原子数为2N A,故A正确;
B.1mol N2与4mol H2反应生成的NH3,反应为可逆反应1mol氮气不能全部反应生成氨气,生成氨气分子数小于2N A,故B错误;
C.1mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁,电子转移为3mol,电子转移数为3N A,故C 错误;D.标准状况下,四氯化碳不是气体,2.24L CCl4含物质的量不是0.1mol,故D错误;故选A。
【考点定位】考查阿伏伽德罗常数的分析应用,涉及物质组成、氧化还原反应、可逆反应、气体摩尔体积等。
【名师点晴】本类题的解题策略:(1)掌握基本概念,找出各化学量之间的关系;(2)加强与原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系;(3)找出解题的突破口,在常规解法和计算技巧中灵活选用。
顺利解答该类题目的关键是:一方面要仔细审题,注意关键字词,熟悉常见的“陷阱”;另一方面是要把各种量转化为物质的量,以此为中心进行计算。
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5.苹果酸的结构简式为,下列说法正确的是
A. 苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种
B. 1 mol苹果酸可与3 mol NaOH发生中和反应
C. 1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1 mol H2
D. 与苹果酸互为同分异构体
【答案】A
【解析】
试题分析:A.该分子中含有羧基和醇羟基,所以能发生酯化反应的官能团有羧基和醇羟基,所以苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种,正确;B.1mol苹果酸中含有2mol羧基,所以1mol苹果酸可与2molNaOH 发生中和反应,错误;C.能和Na反应是有羧基和醇羟基,1mol苹果酸与足量金属Na反应生成1.5molH2,错误;D.与苹果酸是同一种物质,错误。
考点:考查有机物的结构和性质的知识。
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6.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,其中能提高COCl2转化率的是
A. ①②④
B. ①④⑥
C. ②③⑤
D. ③⑤⑥
【答案】B
【解析】
试题分析:①该反应为吸热反应,升温,平衡正向移动,能提高COCl2转化率,正确;②恒容通入惰性气体,与反应相关的各物质的浓度不变,平衡不移动,COCl2转化率不变,错误;③增加CO浓度,平衡逆向移动,COCl2转化率降低,错误;④该反应正向为气体物质的量增大的反应,减压,平衡正向移动,能提高COCl2转化率,正确;⑤加催化剂,平衡不移动,COCl2转化率不变,错误;⑥恒压通入惰性气体相当于减小压强,平衡正向移动,能提高COCl2转化率,正确,选B。
考点:考查化学平衡的移动
7.下列过程中吸收能量的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
A、生成物能量高于反应物总能量,属于吸热反应,需要吸收能量,A正确;
B、反应物能量高于生成物总能量,属于放热反应,需要放出能量,B错误;
C、反应物能量高于生成物总能量,属于放热反应,需要放出能量,C错误;
D、浓硫酸稀释放出热量,D错误,答案选A。
8.下列热化学方程式中书写正确的是
A. 2SO 2+O22SO3ΔH = −196.6 kJ/mol
B. H 2(g)+ O2(g)H2O(l) ΔH = −285.8 kJ/mol
C. 2H 2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH = −571.6 kJ
D. C(s)+O 2(g)CO2(g) ΔH = +393.5 kJ/mol
【答案】B
【解析】
A、没有注明物质的状态,A错误;
B、热化学方程式正确,B正确;
C、反应热的单位是kJ/mol,C错误;
D. 碳燃烧是放热反应,△H<0,D错误,答案选B。
点睛:判断热化学方程式正误的观察点:“一观察”:化学原理是否正确,如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念;“二观察”:状态是否标明;“三观察”:反应热ΔH的符号和单位是否正确;“四观察”:反应热的数值与物质的系数是否对应。
9. 下列对检验方法或现象描述不正确的是()
A. 乙烷中是否混有乙烯,可用通过溴水是否褪色进行检验
B. 乙醇中是否混有水,可用加硫酸铜粉末是否变蓝进行检验
C. 乙酸中是否混有乙醇,可用加入金属钠是否产生气体进行检验
D. 乙酸乙酯是否混有乙酸,可用加石蕊试液是否变红进行检测
【答案】C
【解析】
C项,乙酸和乙醇,都能与金属钠反应产生氢气,因此不能用金属钠检验乙酸中是否混有乙醇。
10.可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH,同时符合下列两图中各曲线规律的是
A. a+b>c+d T1>T2ΔH>0
B. a+b>c+d T1<T2ΔH<0
C. a+b<c+d T1>T2ΔH>0
D. a+b<c+d T1<T2ΔH<0
【答案】B
【解析】
试题分析:由左图可知T1<T2 ,升高温度生成物浓度降低,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应放热,△H<0;由右图可知增大压强,正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,则a+b>c+d,故选B。
考点:考查了温度、压强对平衡移动的影响的相关知识。
11.己知H-H键键能(化学键断裂时吸收或形成时释放的能量)为436 kJ/mol,N-H键键能为391 kJ/mol,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H =-92.4 kJ/mol,可知N≡N键的键能是
A. 431kJ/mol
B. 946 kJ/mol
C. 649 kJ/mol
D. 896 kJ/mol
【答案】B
【解析】
反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,根据热化学方程式可知x+3×436kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92.4kJ/mol,解得x=946kJ/mol,答案选B。
12.反应N 2+3H22NH3,开始时N2的浓度为3 mol • L-1,H2的浓度为5 mol·L-1,3 min后测得NH3浓度为
0.6 mol·L-1,则此时间内,下列反应速率表示正确的是
A. v(NH3) =0.2 mol • L-1• s-1
B. v (N2) = 1.0 mol • L-1• min-1
C. v (H2) =0.3 mol • L-1• min-1
D. v (H2) =1.67 mol • L-1 • min-1
【答案】C
【解析】
3min后测得NH3浓度为0.6 mol·L-1,则此时间内用氨气表示的反应速率为0.6 mol·L-1÷3min=0.2mol•L-1•min-,反应速率之比是相应的化学计量数之比,根据方程式可知用氢气和氮气表示的反应速率分别是[mol•L-1•min-1]0.1、0.3,答案选C。
13. 某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,则该烃的分子式不可能是
A. C2H6
B. C4H10
C. C5H12
D. C8H18
【答案】B
【解析】
烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,说明分子中的氢原子完全是相同的,所以B是不可能的,B 中有正丁烷和异丁烷,都有两种氢原子。
C中可以是新戊烷,D可以是(CH3)3C(CH3)3,所以答案选B。
14.对于可逆反应M+N Q达到平衡时,下列说法正确的是
A. M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B. M、N全部变成了Q
C. 反应物和生成物的浓度都保持不变
D. 正反应和逆反应不再进行
【答案】C
【解析】
A、反应平衡时各物质的浓度是否相等取决于起始时各物质的量的关系和转化的程度,所以不能作为判断是否达到平衡的依据,A错误;
B、该反应是可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,存在反应限度,B错误;
C、反应物和生成物的浓度都保持不变是化学平衡状态的判断依据,C正确;
D、反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但反应不停止,D错误;答案选C。
15.已知反应①CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)和反应②H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。
则下列说法正确的是( )
A. 反应①的平衡常数K1=c(CO2).c(Cu)/c(CO).c(CuO)
B. 反应③的平衡常数K=K1/K2
C. 对于反应③,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则该反应的焓变为正值
D. 对于反应③,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
【答案】B
【解析】
A.化学平衡常数表达式中固体、纯液体不需要表示,反应①的平衡常数K1=c(CO2)/c(CO),A错误;B.反应①的平衡常数K1=c(CO2)/c(CO),反应②的平衡常数K2=c(H2O)/c(H2),反应③:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K=c(CO2)•c(H2)/c(CO)•c(H2O)=K1/K2,B正确;C.对于反应③,恒容时,温度升高,H2的浓度减小,说明升高温度平衡向逆反应移动,正反应为放热反应,焓变为负值,C错误;D.对于反应③,恒温恒容下,通入稀有气体增大压强,平衡不移动,H2 浓度不变,D错误,答案选B。
点睛:本题考查化学平衡常数、化学平衡影响因素等,注意B选项中由已知方程式构造目标方程式,化学平衡常数之间的关系是解答的关键。
难点是压强是对反应速率和平衡状态的影响。
16.下列物质之间的相互关系错误的是
A. CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体
B. 干冰和冰为同一种物质
C. CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物
D. C 和C互为同位素
【答案】B
【解析】
A. CH3CH2OH和CH3OCH3的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,A正确;
B. 干冰是CO2,冰是水,不是
同一种物质,B错误;C. CH3CH3和CH3CH2CH3的结构相似,分子组成相差1个CH2,互为同系物,C正确;
D.
和的质子数相同,中子数不同,互为同位素,D正确,答案选B。
17.莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是
莽草酸
A. 分子式为C7H6O5
B. 分子中含有2种官能团
C. 可发生加成和取代反应
D. 在水溶液中羧基和羟基均能电离出H+
【答案】C
【解析】
试题分析:A、分析莽草酸的结构简式可知其分子式为:C7H10O5,A错误;B、其分子中含有羧基、碳碳双键和醇羟基三种官能团,B错误;C、其结构中的碳碳双键能发生加成反应、羧基和醇羟基均发生酯化反应和取代反应,C正确;D、莽草酸中的羟基是醇羟基,其不能在水溶液中电离出氢离子,D错误。
答案选C。
【考点定位】此题考查了有机物的结构、分子式和结构简式的关系、有机物的性质和对官能团的认识。
【名师点睛】该题的易错点是选项D,注意羟基活泼性比较,脂肪醇、芳香醇、酚类的比较:
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18.把1 molCO2和3 molH2通入1 L的密闭容器中,在某温度下发生反应:CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)△H=-49.0 kJ·mol-1。
测得 CO2和CH3OH 的浓度随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A. 3 min 时,V正=V 逆
B. 0~10 min内,H2的平均反应速率为2. 25 mol • L-l• min-1
C. 该温度下,反应的平衡常数K=5.3
D. 若升高温度,则CO2的转化率大于75%
【答案】C
【解析】
【详解】A、交点后二氧化碳的浓度减小减小、甲醇的浓度继续增大,反应向正反应进行,未达平衡,A错误;B、从反应开始到平衡,CO2的平均速率v(CO2)=△c/△t=(1−0.25)mol/L÷10min=0.075mol/(L•min),v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(L•min)=0.225 mol•L-1•min-1,B错误;C、根据方程式可知CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)
开始(mol/L):1 3 0 0
变化(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L):0.25 0.75 0.75 0.75
平衡常数k=(0.75×0.75)/(0.25×0.753)=16/3≈5.3,C正确;
D、原温度下CO2的平衡转化率为75%,因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的平衡转化率减小,应小于75%,D错误;答案选C。
19.在测定中和热的实验中,下列说法正确的是
A. 使用环形玻璃棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B. 为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C. 用0.5 mol·L−1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L−1的盐酸、醋酸溶液反应,如所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值相同
D. 在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、环形玻璃搅拌棒
【答案】A
【解析】
A、环形玻璃棒搅拌能加快反应速率,减小实验误差,A正确;
B、温度计水银球测烧杯内的热水的温度,不能接触烧杯底部接触烧杯底部,B错误;
C、醋酸是弱酸,电离吸热,测出的中和热数值偏小,C错误;
D、中和热测定用不到天平,D错误;答案选A。
20.a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2−和C+离子的电子层结构相同,d与b同族。
下列叙述错误的是
A. a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B. b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C. c的原子半径是这些元素中最大的
D. d和a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【答案】A
【解析】
试题分析:A试题分析:a的原子中只有1个电子,则a为氢元素,a、b、c、d为短周期元素,b2-和C+离子的电子层结构相同,则b为氧元素,C为Na元素,d与b同族,则d为硫元素。
A.H与O、S形成化合物为H2O和H2S,氢元素的化合价为+1,而NaH中氢元素的化合价为-1价,A项错误;B.氧元素与其他元素能形成H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2等化合物,B项正确;C.同周期元素,从左到右原子半径逐渐减小,电子层数越多,原子半径越大,原子半径:Na>S>O>H,C项正确;D.d和a形成的化合物为H2S,硫化氢是二元弱酸,H2S的溶液呈弱酸性,D项正确;答案选A。
考点:考查元素的推断,元素周期律的应用等知识。
【名师点睛】本题考查元素的推断,元素周期律的应用等知识。
在短周期元素中,能形成b2-和C+离子的元素只能位于第二、第三周期,所以b为氧元素,c为Na元素,H原子的核外只有一个电子,则A为H元素,d与b同族,则d为S元素,然后根据元素周期律的基础知识解答即可。
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21. 下列推断正确的是()
A. 根据同浓度的两元素含氧酸钠盐(正盐)溶液的碱性强弱,可判断该两元素非金属性的强弱
B. 根据同主族两非金属元素氢化物沸点高低,可判断该两元素非金属性的强弱
C. 根据相同条件下两主族金属单质与水反应的难易,可判断两元素金属性的强
D. 根据两主族金属原子最外层电子数的多少,可判断两元素金属性的强弱
【答案】C
【解析】
略
22.已知反应:3A(g)+B(g) C(s)+4D(g) △H<0。
图中a、b曲线表示在一定条件下,D的体积分数随时间的变化情况,下列分析正确的是
A. b曲线t2后,v正(B) =4v逆 (D)
B. a曲线t1时,4 v正(A) >3 v逆 (D)
C. 升高温度,可使曲线b变为曲线a
D. 缩小反应容器的体积,可使曲线a变为曲线b
【答案】B
【解析】
A. b曲线t2后D的体积分数不再发生变化,反应达到平衡状态,4v正(B)=v逆(D),A错误;
B. a曲线t1时D 的体积分数仍然再发生变化,反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,4v正(A)>3v逆 (D),B
正确;C. 正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向进行,D的体积分数减小,不能使曲线b变为曲线a,C 错误;D. 反应前后体积不变,缩小反应容器的体积平衡不移动,但反应速率增大,达到平衡的时间减少,不能使曲线a变为曲线b,D错误,答案选B。
23.反应C(s)+H 2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变会使反应速率加快的是
A. 增加C的质量
B. 将容器的体积缩小一半
C. 保持体积不变,充入氦气使体系压强增大
D. 保持压强不变,充入氮气使容器体积增大
【答案】B
【解析】
A. C是固体,增加C的质量反应速率不变,A错误;
B. 将容器的体积缩小一半增大压强,反应速率加快,B正确;
C. 保持体积不变,充入氦气使体系压强增大,反应物浓度不变,反应速率不变,C错误;
D. 保持压强不变,充入氮气使容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小,D错误,答案选B。
24.某容器中加入N 2和H2,在一定条件下,N2+3H22NH3,达到平衡时N2、H2、NH3的浓度分别是3 mol • L-l、4 mol • L-1、4 mol • L-1,则反应幵始时H2的浓度是( )
A. 5 mol • L-1
B. 10 mol • L-1
C. 8 mol • L-1
D. 6.7 mol • L-1
【答案】B
【解析】
平衡时氨气是4mol/L,根据方程式可知消耗氢气是6mol/L,平衡时氢气是4mol/L,所以反应幵始时H2的浓度是10mol/L,答案选B。
25.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两等份。
向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g(己知硝酸只被还原为NO气体)。
向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。
下列分析或结果错误的是
A. OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段产生氢气
B. 原混合酸中NO3-物质的量为0.4 mol
C. 第二份溶液中最终溶质为FeSO4
D. 取20 mL原混合酸加水稀释至1 L后溶液c(H+) =0.1mol • L-l
【答案】D
【解析】
A、由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,A正确;
B、OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部起氧化剂作用,所以每份中n(NO3-)=n(Fe)=11.2g÷56g/mol=0.2mol,因此原混合酸中NO3-物质的量为0.4mol,B正确;
C、消耗22.4g Fe时,此时溶液中溶质为FeSO4,C正确;
D、消耗22.4g Fe时,此时溶液中溶质为FeSO4,根据守恒可知n(H2SO4)=n (FeSO4)=n(Fe)=22.4g÷56g/mol
=0.4mol,故c(H2SO4)=0.4mol÷0.1L=4mol/L,硝酸的浓度是0.2mol÷0.1L=2mol/L,则取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液c(H+)==0.2mol/L,D错误,答案选D。
点睛:本题以化学反应图象为载体,考查有关金属和酸反应的计算题,关键根据图象分析各段发生的反应,注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用,注意利用守恒思想解答。
第II卷(非选择题,共50分)
二、非选择题(本题包括5小题,共50分)
26.某含氧有机物X,其相对分子质量为46,其中碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.0%,其余为氧。
(1)X的分子式是________。
(2)X能与金属钠反应放出氢气,则X结构中含有的官能团的名称为________。
(3)X与空气中的氧气在催化剂作用下反应生成了Y,该反应的化学方程式是_________,反应类型为
________。
(4)X与高锰酸钾酸性溶液反应可生成Z,在加热和浓硫酸作用下,X与Z反应可生成一种有香味的物质W,若184 g X和120 g Z反应生成132 g W,该反应的化学方程式为_________,其中X的转化率为________。
【答案】(1). C2H6O (2). 羟基(3). 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (4). 氧化反应(5). CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O (6). 37.5%
【解析】
X是乙醇,Z是乙酸,W是乙酸乙酯,生成1.5 mol乙酸乙酯,参加反应的X为1.5 mol,X的转化率为37.5%。
27.某温度时,在一个2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为_______________。
(2)反应开始至2 min,以气体Z表示的平均反应速率为________。
(3)若X、Y、Z均为气体,2 min后反应达到平衡,反应达平衡时:
①此时体系的压强是开始时的_______倍;
②达平衡时,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时_________(填“增大”“减小”或“相等”)。
(4)可以判断上述反应己经达到平衡的是________。
A.V(A):V(B):V(C)等于化学计量系数之比
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
E.n(A) :n(B) :n(C)等于化学计量系数之比
【答案】(1). 3X+Y 2Z(2). 0.05 mol/(L•min)(3). 0.9(4). 增大(5). B D
【解析】
(1)根据图像可知X和Y的物质的量减少,是反应物,Z的物质的量增加,是生成物,变化量之比是0.3:0.1:0.2=3:1:2,因此该反应的化学方程式为3X+Y 2Z。
(2)反应开始至2 min,以气体Z表示的平
均反应速率为=0.05mol/(L•min)。
(3)①压强之比是物质的量之比,因此体系的压强是开始时的
=0.9倍;②正反应体积减小,气体质量不变,因此达平衡时,容器内混合气体的平均相对分
子质量比起始投料时增大。
(4)A.V(A):V(B):V(C)等于化学计量系数之比不能说明正逆反应速率相等,不一定处于平衡状态,A错误;B.正反应体积减小,密闭容器中总压强不变,说明反应达到平衡状态,B正确;C.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此密闭容器中混合气体的密度不变不能说明达到平衡状态,C错误;D.混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变说明反应达到平衡状态,D正确;E.n(A) :n(B) :n(C)等于化学计量系数之比不能说明正逆反应速率相等,不一定处于平衡状态,E错误,答案选BD。
28.写出下列反应的热化学方程式:
(1)CH3OH、H2燃烧热分别为:△H=-725.5 kJ/mol、△H=-285.8 kJ/mol ,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH 的热化学方程式:____________。
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483 kJ·mol -1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68kJ·mol -1
则H2还原NO2生成水蒸气的热化学方程式为____________。
(3)在25℃、101 kPa 时,7.80 g C6H6(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(1),放出 326.04 kJ的热量,则表示C6H6的燃烧热的热化学方程式为_____________。
【答案】(1). CO2(g)+3 H2(g)= CH3 OH(l)+ H2O(l) △H=-131.9 kJ/mol(2). 4H2(g) + 2NO2(g)=N2(g) + 4H2O(g) △H=-1034 kJ·moL-1(3). C6H6(l)+7.5O2(g) =6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3260.4 kJ·mol-1
【解析】
(1)CH3OH、H2燃烧热分别为:△H=-725.5 kJ/mol、△H=-285.8 kJ/mol,则有
①CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.5kJ/mol
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
根据盖斯定律可知②×3-①即得到CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+ H2O(l) △H=-131.9kJ/mol。
(2)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68kJ·mol-1
根据盖斯定律可知①×2-②即可得到H2还原NO2生成水蒸气的热化学方程式为4H2(g)+2NO2(g)=
N2(g)+4H2O(g) △H=-1034kJ·moL-1。
(3)在25℃、101 kPa 时,7.80gC6H6(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(1),放出 326.04kJ的热量,因此78gC6H6(l)
即1mol苯燃烧生成CO2(g)和H2O(1),放出 3260.104kJ的热量,则表示C6H6的燃烧热的热化学方程式为C6H6(l)+7.5O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3260.4 kJ·mol-1。
点睛:应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意:①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
②当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
③将一个热化学方程式颠倒书写时,ΔH的符号也随之改变,但数值不变。
④在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
29.下图中,A为FeSO4• 7H2O, B、D、E、F、G是氧化物,F、K是氢化物,C、H是日常生活中最常见的金属单质,J是黄绿色气态非金属单质。
M与氨水反应生成的0是白色沉淀,且B、H、L、M、N、0中含有同种元素,I的产量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志(图中部分反应物和生成物没有列出)。
请按要求回答:
(1)写出G、L的化学式G:_________,L:_____________。
(2)反应②的化学方程式________________。
(3)反应③的离子方程式_________________。
(4)反应①是分解反应,反应中生成的B、D、E、F的物质的量之比为1 : 1 : 1 : 14,则该反应的化学方程式为____________。
(5)由L的饱和溶液可以制得胶体,胶体中粒子直径的大小范围是________。
若要提纯该胶体,采用的方法叫__________。
【答案】(1). Al2O3(2). FeCl3(3). (4). SO2+Cl2+2H2O=4H++
SO42-+2Cl-(5). 2FeSO4·7H2O(6). 1 nm~100 nm(7). 渗析
【解析】
A为FeSO4•7H2O,受热分解生成B、D、E、F,且均是氧化物,因此是SO2、SO3、H2O和铁的氧化物。
I的产量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志(图中部分反应物和生成物没有列出),I是硫酸,则E和F是三氧化硫和水,D、J和F反应也生成硫酸,则F是H2O,所以E是SO3,D是SO2。
J是黄绿色气态非金属单质,J是氯气,K是氯化氢。
C、H是日常生活中最常见的金属单质,G是氧化物,所以C是Al,H是Fe,G是氧化铝。
铁和氯气反应生成氯化铁,即L是氯化铁。
盐酸和铁反应生成氯化亚铁,即M是氯化亚铁,M与氨水反应生成的0是白色沉淀,O是氢氧化亚铁,则N是氢氧化铁,氢氧化铁分解生成氧化铁,所以B是氧化铁。
(1)根据以上分析可知G、L的化学式分别是Al2O3、FeCl3。
(2)反应②是铝热反应,反应的化学方程式为
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。
(3)反应③的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O=4H++ SO42-+2Cl-。
(4)反应①是分解反应,反应中生成的B、D、E、F的物质的量之比为1:1:1:14,则该反应的化学方程式为
2FeSO4·7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。
(5)由氯化铁的饱和溶液可以制得氢氧化铁胶体,胶体中粒子直径的大小范围是1nm~100 nm。
若要提纯该胶体,采用的方法叫渗析。
点睛:掌握相关物质的性质是解答的关键,解框图题的方法最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
30.实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为
2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O,试回答:
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)]时,请用下列仪器设计一个简单的试验方案。
① 仪器连接的顺序(用字母编号表示,仪器可重复使用 )__________;d中浓硫酸的作用是___________,___________________;实验完毕时观察到a中的现象是_____________________;
②列出计算Cu的相对原子质量的表达式__________________;
③下列情况将使测定结果偏大的是_____________。
(以下选择填空不限1个正确答案,均用字母标号填写)。