【精准解析】上海市金山中学2019-2020学年高二下学期期中考试化学试题
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金山中学2019学年度第二学期高二年级化学学科期中(等级)试卷
一、选择题(本题共40分,每小题2分,每题只有一个正确选项)
1. 合成氨工业所需氢气的主要来源是()
A. 水和燃煤
B. 电解水
C. 锌和硫酸反应
D. 液化空气【答案】A
【解析】
【详解】A.水和燃煤高温下可生成氢气和一氧化碳,获取方便,还可将煤炭转化为可燃性气体,降低煤炭燃烧对环境的污染,故A符合题意;
B.电解水需消耗大量的电能,成本太高,故B不符合题意;
C.锌和硫酸反应造价太高,故C不符合题意;
D.空气中不含氢气,液化空气得不到氢气,故D不符合题意;
答案选A。
2. 下列化学用语正确的是()
A. 乙烯的分子式:CH2=CH2
B. 过氧化氢的结构式:H-O-O-H
C. 含有8个中子的氧原子:18
O
8
D. NH4Cl的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯的分子式为C2H4,CH2=CH2为乙烯的结构简式,故A错误;
B.过氧化氢为共价化合物,含有O-H键和O-O键,则结构式:H-O-O-H,故B正确;
O,故C.氧原子的质子数为8,含有8个中子的氧原子质量数为8+8=16,则原子可表示为:16
8
C错误;
D.NH4Cl的电子式:,故D错误;
答案选B。
3. 漂白原理不是使有机质氧化褪色的物质是()
A. SO2
B. Na2O2
C. O3
D. HClO 【答案】A
【解析】
【详解】A.SO2能与有色物质化合生成不稳定的无色物质而具有漂白性,其原理不是氧化,故A符合题意;
B.Na2O2具有强氧化性,能使有机色质氧化褪色,故B不符合题意;
C.O3具有强氧化性,能使有机色质氧化褪色,故C不符合题意;
D.HClO具有强氧化性,能使有机色质氧化褪色,故D不符合题意;
答案选A。
4. 下列有机物的命名正确的是
A. 3-乙基-4-甲基己烷
B. 2,2-二甲基丁烷
C. 3-乙基-4-甲基庚烷
D. 3-异丙基己烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据所给名称对应的有机物结构应为,正确名称为3-甲基-4-乙基己烷,故A错误;
B.根据所给名称对应的有机物结构应为,命名正确,故B正确;
C.根据所给名称对应的有机物结构应为,正确名称为4-甲基-5-乙基庚烷,故C错误;
D.根据所给名称对应的有机物结构应为,正确名称为2-甲基-3-乙基己烷,故D错误;
故答案为B。
【点睛】烷烃命名原则:
①长-----选最长碳链为主链;
②多-----遇等长碳链时,支链最多为主链;
③近-----离支链最近一端编号;
④小-----支链编号之和最小.看下面结构简式,从右端或左端看,均符合“近-----离支链最近一端编号”的原则;
⑤简-----两取代基距离主链两端等距离时,从简单取代基开始编号.如取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面。
5. 喷气式飞机在对流层中飞行时排放的尾气NO,能进行下列反应:O3→O2+O;NO+O3→NO2+O2,NO2+O→NO+O2,则NO在这些反应中的作用是()
A. 催化剂
B. 还原剂
C. 氧化剂
D. 中间产物【答案】A
【解析】
【详解】①:O3→O2+O、②NO+O3→NO2+O2、③NO2+O→NO+O2,①②③反应中反应物有O3、NO、NO2、O;生成物有O、O2、NO2、NO、合在一块是:O3+NO+O+NO2═O+3O2+NO,反应物和生成物中相同的要消去即:2O3=3O2,由方程式可知一氧化氮在反应过程中质量和化学性质不变,作为催化剂。
答案选A。
6. 下列化学键中,键的极性最强的是( )
A. H—C
B. H—O
C. H—N
D. H—F 【答案】D
【解析】
【详解】非金属性越强,键的极性最强,F非金属性最强,H—F极性最强,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
7. 可用于铵根离子检验的一组试剂是()
A. NaOH溶液、蓝色石蕊试纸
B. NaOH溶液、稀硫酸
C. 盐酸、红色石蕊试纸
D. NaOH溶液、浓盐酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.向溶液中,加入NaOH溶液后加热产生氨气,但是如果用湿润的蓝色石蕊试纸检测,试纸还是蓝色,无法检测,A错误;
B.向溶液中,加入NaOH溶液后加热产生氨气,但是与稀硫酸反应没有现象,无法检测,B错
误;
C.向溶液中,加入HCl溶液,NH4+与HCl不反应,溶液呈酸性,用红色湿润试纸检验,还是红色,无法检测,C错误;
D.向溶液中,加入NaOH溶液后加热产生氨气,浓盐酸具有挥发性,生成NH4Cl产生白色的烟,可以检验氨气,D正确;
答案选D。
8. 反应:A2(g)+B2(g)→2AB(g)+Q的能量变化如图所示,对该反应的叙述正确的是()
A. 每生成2分子AB(g)吸收bkJ热量
B. Q=(b-a)kJ
C. 反应物
的总能量高于生成物的总能量D. 断裂1molA—A和1molB—B键,放出akJ能量【答案】B 【解析】【详解】A.依据图象分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB吸收(a-b)kJ
热量,A错误;
B.依据能量图象分析可知反应物能量低于生成物能量,反应物需要吸收热量才能转化为生成物,则Q=(b-a)kJ,B正确;
C.依据能量图象分析可知反应物能量低于生成物能量,C错误;
D.断裂1molA-A和1molB-B键,吸收akJ能量,D错误;
故选B。
9. 将仔细打磨过的铝箔,在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,看到的现象是熔化的铝()
A. 滴落
B. 剧烈燃烧
C. 不滴落,好像有一层膜兜着
D.
火星四溅
【答案】C
【详解】将铝箔在酒精灯火焰上加热,铝和氧气反应生成了熔点很高的氧化铝,形成氧化膜,三氧化二铝的熔点远远高于铝的熔点,包住了熔化的铝,所以加热铝箔的时候,铝熔化了但是不会滴落,好像有一层膜兜着,铝在空气中加热不能燃烧,答案选C。
10. 如图,a、b是两根碳棒。
以下叙述正确的是()
A. a是阴极,发生还原反应
B. b是负极,发生氧化反应
C. 滴加酚酞试液,b极附近溶液颜色变红
D. 铜片上的电极反应式是:2H+-2e-→H2↑
【答案】C
【解析】
【分析】
铜-锌-稀硫酸装置能自发的进行氧化还原反应,且符合原电池的构成条件,所以该装置是原电池,锌的活泼性强于铜,则锌为负极,铜为正极;右边装置有外接电源,所以构成了电解池,据此分析解答。
【详解】A.a极接原电池的正极,所以a极是阳极,发生氧化反应,故A错误;
B.b极接原电池的负极,所以b极是阴极,发生还原反应,故B错误;
C.随着反应的进行,a极上氯离子放电生成氯气,b极上氢离子放电生成氢气,所以b极附近氢氧根离子浓度增大,溶液呈碱性,滴加加酚酞试液,b极附近溶液颜色变红,故C正确;D.铜片上氢离子得电子生成氢气,电极反应式是:2H++2e-=H2↑,故D错误;
答案选C。
11. 关于工业上用接触法制硫酸的说法不正确的是()
A. 硫酸厂应建在靠近原料产地的地区
B. 主要设备有沸腾炉、接触室和吸收塔
C. 三氧化硫不用水吸收,而是用浓硫酸吸收
D. 尾气若不经处理排放,有可能形成硫酸型酸雨
【解析】
【详解】A.硫酸因有强腐蚀性而不能较多地贮存,其运输费用也较高,从而决定了硫酸厂靠近消费中心更为有利,故A说法错误;
B.工业上制硫酸的设备分为三大部分,一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔;在沸腾炉内煅烧黄铁矿生成二氧化硫,在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气结合,生成三氧化硫,三氧化硫流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,使三氧化硫最终与水化合形成硫酸,故B说法正确;
C.三氧化硫若用水吸收,反应放热,放出的热量易导致酸雾形成,阻碍三氧化硫的吸收,故工业制取硫酸过程中用浓硫酸吸收,故C说法正确;
D.硫酸工业的尾气中含有二氧化硫,尾气若不经处理排放,有可能形成硫酸型酸雨,故D说法正确;
答案选A。
12. 已知化合物A的结构如图所示,则A的二氯代物的数目为()
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
【答案】B
【解析】
【详解】A的二氯代物中氯原子的取代情况有:取代2个C原子上的H,取代2个Si原子上的H,取代相邻C原子和Si原子上的H,取代体对角线上的C原子和Si原子上的H,因此化合物A的二氯化物共有4种,故B符合题意。
综上所述,答案为B。
13. 一定呈碱性的溶液是( )
A. pH=8的某电解质的溶液
B. [OH-]>1×10-7mol/L
C. 溶液中含有OH-
D. K w>[H+]2
【解析】 【分析】
水溶液中都含有氢离子和氢氧根离子,溶液酸碱性取决于氢离子和氢氧根离子的浓度的相对大小:[H +]>[OH -]溶液呈酸性;[H +]=[OH -]溶液呈中性;[H +]<[OH -]溶液呈碱性,室温时,K w =10-14
,若溶液中:[H +
]=10-7
,pH 值=7,溶液呈中性;[H +
]>10-7
,pH 值<7,溶液呈酸性;[H +
]<10-7,pH 值>7,溶液呈碱性,据此判断。
【详解】A .没指明温度,K w 不一定等于10−14
,不能根据pH 值判断溶液的酸碱性,故A 错误; B .没指明温度,K w 不一定等于10−14,不能根据[OH -]浓度大小判断溶液的酸碱性,故B 错误; C .任何水溶液中都含有氢氧根离子,不能通过是否含有氢氧根离子判断溶液酸碱性,故C 错误;
D .溶液酸碱性取决于氢离子和氢氧根离子的浓度的相对大小,K w >[H +]2,K w =[H +][OH -],[OH -]>[H +
],溶液一定显碱性,故D 正确; 答案选D 。
14. N A 代表阿伏加德罗常数。
已知C 3H 6和C 4H 8的混合物的质量为ag ,则该混合物( ) A. 燃烧消耗的O 2一定是:33.6a
L 14
B. 原子总数:
A
aN 14
C. 碳氢键数目:A
aN 7
D. 共用电子对数目:
A a
7+1
N 【答案】C 【解析】 【分析】
C 3H 6和C 4H 8的最简式均为CH 2,可以根据CH 2进行计算。
ag 混合物中含有最简式CH 2的物质的量为:a÷14g·mol -1=
14a mol ,ag 混合物中含有14a
molC 原子、7
a molH 原子。
【详解】A .不知是否在标准状况下,题中条件无法计算ag 混合物燃烧消耗的氧气的体积,A 错误;
B .ag 混合物中含有14a mol
C 原子、7
a molH 原子,总共含有原子的物质的量为:(14a +7a
)mol ,所含原子总数为
314
a
N A ,B 错误; C .1个“CH 2”中含有2个C -H 键,则ag 混合物所含碳氢键数目为2×
14A aN =A
a 7
N ,C 正确; D .在C 3H 6和C 4H 8中,每个C 含有1个碳碳共用电子对、每个H 形成了1个碳氢共用电子对,
因此1molCH2中含有3mol共用电子对,所以总共含有3
14
a
mol共用电子对,所含共用电子对数
目为(3
14
a
)N A,D错误;
故选C。
15. 由于氯化铵的市场价格过低,某制碱厂在侯氏制碱基础上改进的工艺如图:
有关该制碱工艺的描述错误的是( )
A. X 可以是石灰乳
B. 氨气循环使用
C. 原料是食盐、NH3、CO2和水
D. 产品是纯碱和氯化钙
【答案】C
【解析】
【详解】A.饱和食盐水和二氧化碳,氨气反应生成氯化铵和碳酸氢铵,用氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙,氨气和水,故X可以是石灰乳,故A正确;
B.根据流程图可知,氨气可以循环使用,故B正确;
C.原料是饱和食盐水、氨气、二氧化碳和石灰乳,故C错误;
D.根据工艺流程,产品是纯碱和氯化钙,故D正确;
答案选C。
16. 某高分子化合物的结构如下:
其单体可能是
①CH2═CHCN ②乙烯③1,3-丁二烯④苯乙炔⑤苯乙烯⑥1-丁烯
A. ①③⑤
B. ②③⑤
C. ①②⑥
D. ①③④
【答案】A 【解析】
【详解】该高聚物链节主链不含杂原子,属于加聚反应生成的
高聚物,链节主链上存在碳碳
双键结构,
其的单体是CH 2=CHCN 、
CH 2=CH-CH=CH 2、苯乙烯,故选A 。
【点睛】解答此类题目,首先要根据高聚物的结构简式判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物,然后根据推断单体的方法作出判断,加聚产物的单体推断方法:(1)凡链节的主链上只有两个
碳原子(无其它原子)的高聚物,其合成单体必为一种,将两半链闭合即可;(2)凡链节主链上
只有四个碳原子(无其它原子)且链节无双键的高聚物,其单体必为两种,在正中间画线断开,然后将四个半键闭合即可;(3)凡链节主链上只有碳原子并存在碳碳双键结构的高聚物,其规
律是“见双键,四个碳,无双键,两个碳”画线断开,然后将半键闭合,即将单双键互换。
17. 向酸化的Fe(NO 3)3溶液中逐渐通入H 2S 气体,可能发生反应的离子方程式正确的是( ) A. 3S 2-
+2NO 3-
+8H +
=2NO+3S↓+4H 2O B. Fe
3++3NO 3
-
+5H 2S+2H +=3NO+5S↓+Fe 2+
+6H 2O
C. Fe 3++7NO 3-
+10H 2S+8H +=7NO+10S+Fe 2++14H 2O D. S 2-
+2NO 3-
+4H +
=2NO 2↑+S↓+2H 2O 【答案】B 【解析】 【分析】
酸性溶液中,氧化性HNO 3>Fe 3+,硫化氢不足,硝酸根离子氧化硫化氢;硫化氢足量,则Fe(NO 3)3完全反应,硫化氢是气体,离子反应中不能拆写,以此来解答。
【详解】A .酸性溶液中,氧化性HNO 3>Fe 3+
,硫化氢不足,硝酸根离子氧化硫化氢,由电子、电荷守恒可知,离子反应为3H 2S+2NO 3-
+2H +=2NO↑+3S↓+4H 2O ,且硫化氢为气体,离子反应中不能拆写,故A 错误;
B .硫化氢足量,则Fe(NO 3)3完全反应,由电子、电荷守恒可知,离子反应为Fe 3++3NO 3-
+5H 2S+2H +=3NO+5S↓+Fe 2++6H 2O ,故B 正确;
C .反应Fe 3+
+7NO 3-
+10H 2S+8H +=7NO+10S+Fe 2+
+14H 2O 中电荷不守恒,故C 错误;
D .根据A 项分析,离子反应为3H 2S+2NO 3-
+2H +
=2NO↑+3S↓+4H 2O ,且硫化氢为气体,离子反应中不能拆写,故D 错误; 答案选B 。
18. pH=2的两种酸溶液A 、B 各1mL ,分别加水稀释到1000mL ,其pH 与溶液体积(V)的关系如图示,下列说法正确的是( )
①若a <5,则A 、B 都是弱酸; ②稀释后[H +
]:A >B ;
③若a=5,则A 是强酸,B 是弱酸;
④A、B 两种酸溶液的物质的量浓度一定相等。
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
【答案】C 【解析】 【分析】
由图可知,pH=2的两种酸溶液A 、B 各1mL ,[H +]=10-2mol/L ,若为强酸,分别加水稀释到1000mL ,[H +]=10-5mol/L ,pH=5;pH 相同的两种酸稀释相同倍数,B 的pH 变化较小,则B 一定为弱酸,若a=5,则A 为强酸,若a <5,则A 、B 都是弱酸,据此分析。
【详解】①若a <5,说明A 、B 稀释过程均还有氢离子电离出,则A 、B 都是弱酸,故①正确; ②从图上可知,稀释到1000mL 后,B 酸溶液的pH 比A 酸溶液的pH 小,则[H +]:A <B ,故②错误;
③1mL 的A 酸稀释103倍(1000mL),稀释后溶液的pH=2+3,即a=5,则A 为强酸,B 酸稀释103倍后溶液pH <5,说明稀释过程还电离出一定的氢离子,则B 是弱酸,故③正确; ④无法判断A 、B 两种酸溶液的物质的量浓度;故④错误; 综上,正确的是①③,答案选C 。
19. 现有下列两套实验装置,用于实验室制取乙酸乙酯或乙酸丁酯。
下列说法错误的是
A. 图I 装置用于制取乙酸乙酯,图II 装置用于制取乙酸丁酯
B. 导管a 和导管b 的作用都是冷凝回流
C. 都可用饱和Na 2CO 3溶液来洗去酯中的酸和醇
D. 加入过量的乙酸可以提高醇的转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A 、乙酸丁酯分子量大溶沸点高,不易转移出去,故采用冷凝回流少量的反应物和产物,乙酸乙酯沸点低易挥发出收集在试管中,A 正确;
B 、b 是冷凝回流,a 是导气,B 错误;
C 、Na 2CO 3溶液反应掉未反应的酸和溶解醇,C 正确;
D 、反应为可逆反应,增加一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率,D 正确。
答案选B 。
20. 某溶液X 中可能含有下列离子中的若干种:Cl -、2-4SO 、2-3SO 、-
3HCO 、Na +、Mg 2+、Fe 3+,所含离子的物质的量浓度均相同。
为了确定该溶液的组成,某同学取100mL 上述溶液X ,进行了如下实验:
下列说法正确的是( )
A. 气体A 可能是CO 2或SO 2
B. 溶液X 中一定存在2-4SO 、-
3HCO 、Na +、Mg 2+ C. 溶液X 中一定不存在Fe 3+和Mg 2+,可能存在Na +
D. 分别在溶液1和溶液2中加入硝酸酸化的硝酸银溶液都能生成白色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】
溶液与Ba(OH)2反应生成白色沉淀,则一定不含Fe 3+,且产生的白色沉淀与足量盐酸反应,沉淀部分溶解且产生气体,则白色沉淀一定有BaSO 4,一定存在2-4SO 、-3HCO 或2-3SO 中的至少一种,气体为CO 2或SO 2:①若气体A 是CO 2,则溶液中一定存在2-4SO 、-3HCO ,可能还含有Cl -、Na +、Mg 2+(Na +、Mg 2+至少存在一种),所含离子的物质的量浓度均相同,2c (2-4SO )+c (-3HCO )=c (Na +)+2c (Mg 2+),没有Cl -,X 中一定存在2-4SO 、-
3HCO 、Na +、Mg 2+,符合题意;②若气体A 是SO 2,则溶液中一定存在2-4SO 、2-3SO ,由于阳离子只有Na +、Mg 2+,所含离子的物质的量浓度均相同,根据电荷守恒可知不符合题意;③若气体A 是CO 2、SO 2的混合气体,则溶液中一定存在2-4SO 、2-3SO 、-
3HCO 、由于阳离子只有Na +、Mg 2+,所含离子的物质的量浓度均相同,根据电荷守恒可知不符合题意;据此分析解答。
【详解】A .根据分析可知,气体A 是CO 2,故A 错误;
B .根据分析,气体A 是CO 2,则溶液中一定存在2-4SO 、-3HCO ,可能还含有Cl -、Na +、Mg 2+(Na +、Mg 2+至少存在一种),所含离子的物质的量浓度均相同,根据电荷守
恒:2c (2-4SO )+c (-3HCO )=c (Na +)+2c (Mg 2+)可知,没有Cl -,X 中一定存在2-4SO 、-3HCO 、Na +、Mg 2+,符合题意,故B 正确;
C .溶液与Ba(OH)2反应生成白色沉淀,则一定不含Fe 3+,根据分析,溶液由一定存在2-
4SO 、
-3HCO 、Na +、Mg 2+构成,所以Mg 2+一定有,故C 错误; D .由上述分析可知,溶液中不含Cl -,所以向溶液1(无2-
4SO )加入硝酸酸化的硝酸银溶液不会生成AgCl 白色沉淀,溶液2碳酸钡与足量盐酸反应后的氯化钡,溶液中还有过量的盐酸,加入硝酸酸化的硝酸银溶液生成AgCl 白色沉淀,故D 错误;
答案选B 。
【点睛】所含离子的物质的量浓度均相同,利用电荷守恒确定溶液中的各种离子,为易错点。
二、综合分析题(共60分)
21. 黑火药爆炸时发生的反应为:S+2KNO 3+3C 点燃−−−→2K 2S+N 2↑+3CO 2↑。
完成下列填空:
(1)该反应的氧化剂是___,每生成1molCO 2转移电子的个数为___。
(2)上述反应涉及元素中,比较属于同一主族的元素的气态氢化物的稳定性强弱:___,从原子结构角度分析原因:___。
(3)常温下,向1LpIH=10的NaOH 溶液中持续通入CO 2。
通入CO 2的体积(V)与溶液中CO 23-
离子浓度的关系如图所示。
O 点:由水电离产生的c (H +)=___;a 点:溶液中离子浓度由大到小的关系是:___;b 点:溶液呈碱性的原因是___;若通入CO 2使溶液呈中性,此时溶液中的溶质是___。
【答案】 (1). KNO 3和S (2). 4N A (3). H 2O >H 2S (4). H 2O 与H 2S 都是分子晶体,稳定性由共价键决定,电子层数:O <S ,原子半径:O <S ,键长:H-O <H-S ,键能:H-O >H-S ,所以稳定性:H 2O >H 2S (5). 1×10-10mo/L (6). c (Na +)>c (CO 23-)>c (OH -)>c (HCO 3-)>c (H +) (7). b 点溶质是NaHCO 3,HCO 3-
的水解程度大于电离程度 (8). NaHCO 3、H 2CO 3(CO 2)
【解析】
【详解】(1)反应S+2KNO 3+3C 点燃−−−→2K 2S+N 2↑+3CO 2↑中,S 元素的化合价由0价降低到-2价,则S 为氧化剂,N 元素化合价由+5价降低到0价,则KNO 3为氧化剂,C 元素化合价由0价升高为+4价,则C 为还原剂,反应中每一个C 原子失去4个电子,当生成1mol CO 2时,该反应转移电子的物质的量为1mol ⨯(4-0)=4mol ,数目为4N A ;
(2)上述反应涉及元素中,属于同一主族的元素为O 和S 元素,其气态氢化物分别为H 2O 和H 2S ,H 2O 与H 2S 都是分子晶体,稳定性由共价键决定,电子层数:O <S ,原子半径:O <S ,键长:
H-O <H-S ,键能:H-O >H-S ,所以稳定性:H 2O >H 2S ;
(3)水电离出的氢离子与氢氧根离子的浓度始终相等,O 点是没有通二氧化碳的情况,即pH=10的 NaOH 溶液,则c (H +)=1×10-10
mol/L ,而氢离子来源于水的电离,所以水电离出的c (H +)=1×10-10mol/L ;根据分析,a 点时溶质为碳酸钠,属于强碱弱酸盐,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子,溶液显碱性,则溶液中的离子浓度由大到小的关系是:c (Na +)>c (CO 23-)>c (OH -)>c (HCO 3-)>c (H +);b 点时,溶液中的溶质为碳酸氢钠,HCO 3-
的水解程度大于电离程度,则溶液呈碱性;若通入CO 2使溶液呈中性,二氧化碳,与水反应生成碳酸,此时溶液中的溶质是NaHCO 3、H 2CO 3(CO 2)。
22. 生产水煤气的过程如下:
①C(s)+CO 2(g)⇌2CO(g)-172.5kJ ; ②C(s)+H 2O(g)⇌CO(g)+H 2(g)+41.1kJ ;
③CO 2(g)+H 2(g)⇌CO(g)+H 2O(g)+Q 3。
完成下列填空:
(1)CO 2的电子式是___,碳元素除可形成常见的氧化物CO 、CO 2外,还可形成C 2O 3,C 2O 3分子中每个原子最外层都是稳定状态,则C 2O 3的结构式是___。
(2)在一定温度下,将等物质的量的CO 和H 2O(g)通入恒容密闭容器中发生反应②,平衡后,向容器中再充入1molH 2O(g),平衡向___(选“正反应”或“逆反应”)方向移动,重新达到平衡,与原平衡相比,H 2O(g)的转化率:___(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)Q 3=___kJ ,判断反应③是___反应(选填“吸热”成“放热”)。
(4)某温度下,在体积为2L 的绝热恒容密闭容器得中通入2molCO 2和4molH 2(g)发生成应③,5min 时达到平衡,测得CO 2(g)的转化率是75%,则0-5min 内,用H 2O 表示的反应速率v (H 2O)=___,可以作为判断该反应达到平衡的标志有___。
a .混合气体的平均相对分子质量不再改变 b .v 正(H 2)=v 逆(H 2O) c .容器中压强不变 d .容器内温度不再变化 【答案】 (1). (2). (3). 正反应 (4). 减小 (5).
-213.6 (6). 吸热 (7). 0.15mol/(L ∙min) (8). bd
【解析】
【分析】
根据碳原子形成8电子稳定结构,写出CO 2和的电子式和C 2O 3的结构式;将反应物H 2O(g)的浓度增大,平衡正向移动,H 2O(g)的转化率减小;根据盖斯定律计算Q 3的值,根据Q 3的数值判断反应是吸热还是放热;根据三段式计算化学反应速率;根据化学平衡的判断依据进行判断,据此分析。
【详解】(1)碳原子和氧原子各形成两对共用电子对,CO 2的电子式是,C 2O 3分子中每个原子最外层都是稳定状态,氧原子需形成两对共价键,碳原子需形成四对共价键,则C 2O 3的结构式是;
(2)在一定温度下,将等物质的量的CO 和H 2O(g)通入恒容密闭容器中发生反应②,即CO(g)+H 2O(g)⇌CO 2(g)+H 2(g)平衡后,向容器中再充入1molH 2O(g),反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,重新达到平衡,与原平衡相比,H 2O(g)的转化率是转化的H 2O(g)得物质的量与起始物质的量的比值,外界条件的影响远大于平衡移动的变化,故H 2O(g)的转化率在减小;
(3)①C(s)+CO 2(g)⇌2CO(g)-172.5kJ ;
②C(s)+H 2O(g)⇌CO(g)+H 2(g)+41.1kJ ;
将①-②得:③CO 2(g)+H 2(g)⇌CO(g)+H 2O(g)+Q 3
Q 3=-213.6kJ ,说明向外界吸收能量,反应③是吸热反应;
(4)某温度下,在体积为2L 的绝热恒容密闭容器得中通入2molCO 2和4molH 2(g)发生成应③,
()()()()222(mol)
2400(mol)
x CO g +H g CO g +H O x x x 5min(mol)2-x 4-x x x
g 开始变化 5min 时达到平衡,CO 2(g)转化率是x 2
=75%,x=1.5mol ,则0-5min 内,用H 2O 表示的反应速率v (H 2O)=1.5mol
2L 5min
=0.15mol/(L ∙min);
恒容密闭容器发生化学反应:CO 2(g)+H 2(g)⇌CO(g)+H 2O(g);
a .容器中气体的总质量是恒定的,左右两边气体的分子数是相等的,总物质的量不变,混合气体的平均相对分子质量一直不变,混合气体的平均相对分子质量不再改变,不能作为判断该反应达到平衡的标志;
b.氢气和水蒸气的计量数相等,v正(H2)=v逆(H2O)表示的正逆反应速率相等,能作为判断该反应达到平衡的标志;
c.左右两边气体的分子数是相等的,反应前后气体的压强一直不变,容器中压强不变,不能作为判断该反应达到平衡的标志;
d.已知正反应是吸热反应,容器内温度不再变化,说明反应达到平衡状态,容器内温度不再变化,能作为判断该反应达到平衡的标志;
答案选bd。
【点睛】正确写出C2O3的结构式是是难点;向容器中再充入1molH2O(g),H2O(g)的转化率减小为易错点。
23. 某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,涉及如下实验:
完成下列填空:
(1)装置A中发生反应的化学方程式是___,整套实验装置存在的一处明显不足是___。
(2)用改进后的装置进行实验,观察到:D中溶液变红;E中水层溶液变黄,振荡后,CCl4层无明显变化。
则Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为___。
因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。
D中:红色慢慢褪去,E 中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:(SCN)2性质与卤素单质类似。
氧化性:Cl2>(SCN)2。
(3)用平衡移动原理解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因___。
请设计简单实验证明上述解释:___。
(4)欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。
请结合化学用语解释
仅产生白色沉淀的原因___。
(5)将少量BrCl通入到碘化钾溶液中,该反应的化学方程式为___。
【答案】 (1). MnO2+4HCl(浓)加热MnCl2+Cl2↑+2H2O (2). 缺少尾气处理装置 (3). Cl2>Br2>Fe3+ (4). 过量氯气和SCN-反应 (5). 2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2,使SCN-浓度减小,则Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色;取少量褪色后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则上述推测合理 (6). BrCl+H2O=HBrO+HCl,反应只产生Cl-,不产生Br-(7). BrCl+2KI=KCl+KBr+I2
【解析】
【分析】
(1)A装置中圆底烧瓶中二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水;氯气有毒不能直接排空,要用碱液吸收尾气;
(2)自发进行的同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;
(3)过量氯气和SCN-反应SCN-浓度减小,根据铁离子和硫氰根离子反应平衡原理分析;
(4)取少量红色溶液,加入硝酸银溶液有白色沉淀产生,此沉淀为AgCl,红色物质溶于水后产生Cl-,说明红色物质中含有Cl,根据实验现象,CCl4先变为橙色,说明有Br2单质产生,继续通入氯气,橙色加深,最后变为红色,根据以上信息得到Br2+Cl2=2BrCl,即红色物质为BrCl,氯化溴能发生水解反应生成酸;
(5)BrCl中Cl得电子能力强于Br,Br显+1价,具有强氧化性,能把I-氧化成I2。
【详解】(1)A装置中圆底烧瓶中二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,化学反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)加热MnCl2+Cl2↑+2H2O;由于氯气有毒,直接排放到空气中会污染大气,要用碱液吸收尾气,实验装置缺少尾气处理装置;
(2)D装置中:溶液变红,说明有铁离子生成,据此得出氯气的氧化性大于铁离子;E装置中:水层溶液变黄,振荡后CCl4层无明显变化,说明氯气和溴离子不反应,根据D和E装置知,溴的氧化性大于铁离子,则氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>Fe3+;
(3)过量氯气和SCN−反应2SCN−+Cl 2=2Cl−+(SCN)2,使SCN−浓度减小,则使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色,为检验其褪色原因,检验方法为:取少量褪色后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则上述推测合理;
(4)根据分析,取少量红色溶液,加入硝酸银溶液有白色沉淀产生,此沉淀为AgCl,红色物质溶于水后产生Cl-,说明红色物质中含有Cl,根据实验现象,CCl4先变为橙色,说明有Br2单
质产生,继续通入氯气,橙色加深,最后变为红色,根据以上信息得到过量的氯气和溴反应生成氯化溴,氯化溴不稳定,易和水反应生成盐酸和次溴酸,反应为:BrCl+H2O=HBrO+HCl,反应只产生Cl-,不产生Br-,氯离子和银离子反应生成白色沉淀氯化银;
(5)BrCl中Cl得电子能力强于Br,则Br显+1价,具有强氧化性,能把I-氧化成I2,本身被还原成Br-,因此反应方程式为BrCl+2KI=KCl+KBr+I2。
【点睛】本题难点为(4),根据实验现象的描述可得过量的氯气和溴反应生成氯化溴,氯化溴不稳定,易和水反应生成盐酸和次溴酸,题中实验过程中给出拟卤素(SCN)2性质与卤素单质类似。
氧化性:Cl2>(SCN)2,要充分从题中提炼有效的解题信息,以及对元素化合物性质的熟练掌握。
24. 丙烯酸甲酯(A)是常见的有机合成原料,如图是由丙烯酸甲酯为原料合成F的流程:
完成下列填空:
(1)A中所含官能团的名称是___,A→B、C→D的反应类型分别是___、___。
(2)写出同时满足下列条件的B的同分异构体的结构简式:___。
①分子中有一个六元环且只有3种不同环境下的氢;②能发生银镜反应。
(3)D中卤素原子的检验方法是___。
(4)E→F第一步的化学反应方程式为___。
(5)设计以1,3—丁二烯、丙二酸二乙酯为主要原料合成的流程图___(无机试剂任用)。
【答案】(1). 碳碳双键、酯基(2). 加成(3). 取代(4).
(5). 取少量D加入过量NaOH溶液加热一段时间后,冷却,加入过量硝酸酸化,再加硝酸银溶液,有白色沉淀生成,则D中含有氯原子(6).
+2NaOH加热
−−−−−→+2C2H5OH (7).。