2021-2022学年四川省成都市东部新区高二下学期期中考试化学试题 解析版
展开成都东部新区2021~2022学年(下)半期调研考试
高二化学试卷
考试时间:90分钟;试卷分值:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
本卷共20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求
1. 当光束通过下列分散系时,可观察到一条光亮“通路”的是
A. NaOH溶液 B. Na2SO4溶液 C. HNO3溶液 D. 稀豆浆
【答案】D
【解析】
【详解】当光束通过分散系胶体时,可观察到一条光亮“通路”,稀豆浆有胶体的成分,而NaOH溶液、Na2SO4溶液、HNO3溶液均属于溶液,不是胶体,故答案为:D。
2. 北京冬奥会火种灯的外形设计灵感来自于河北博物院的“长信宫灯”。
下列说法错误是
A. 青铜的硬度大于纯铜
B. 镏金层破损后生成铜锈的主要成分为CuO
C. 铝合金表面氧化物薄膜可以保护内部金属不被腐蚀
D. 两灯所用的燃料充分燃烧后的产物均为CO2和H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.青铜属于合金,一般来说合金的硬度大于纯金属的硬度,因此青铜的硬度大于纯铜,A正确;
B.镏金层破损后生成铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3,B错误;
C.铝合金表面氧化物薄膜是致密的氧化膜,因此可以保护内部金属不被腐蚀,C正确;
D.丙烷含C、H两种元素,动物油脂含C、H、O三种元素,因此两灯所用的燃料充分燃烧后的产物均为CO2和H2O,D正确。
综上所述,答案为:B。
3. NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,86g己烷的分子数为NA个
B. 25℃时,1 L 0.1 mol·L-1的NH4NO3溶液中NH为0.1NA
C. 17.6g丙烷中所含的极性共价键为4NA个
D. 64gCu分别与足量稀硝酸反应时,转移电子数为NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.己烷的分子式为C6H14,所以86g己烷的物质的量为=1mol,所含分子数为NA个,A正确;
B.1 L 0.1 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有0.1molNH4NO3,但由于铵根会水解,所以NH的个数小于0.1NA,B错误;
C.17.6g丙烷的物质的量为=0.4mol,每个丙烷分子中含有8个C-H极性共价键,所以共含的极性共价键为3.2NA个,C错误;
D.64gCu的物质的量为1mol,足量稀硝酸反应全部转化为Cu2+,转移电子数为2NA,D错误;
综上所述答案为A。
4. 下列说法不正确的是
A. 和互为同位素
B. 甲酸和蚁酸互为同分异构体
C. 和互为同系物
D. 金刚石和互为同素异形体
【答案】B
【解析】
【详解】A.和两者质子数相同、中子数不同,互为同位素,A正确;
B.蚁酸一般指甲酸,甲酸和蚁酸是同一种物质,B错误;
C.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;和两者结构相似、相差1个“CH2”原子团,两者互为同系物,C正确;
D.同素异形体是同种元素组成的单质;金刚石和都是碳单质,互为同素异形体,D正确;
故选B。
5. 某原电池的总反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,不能实现该反应的原电池是
选项
正极
负极
电解质溶液
A
Cu
Fe
FeCl3溶液
B
C
Fe
Fe(NO3)3溶液
C
Fe
Zn
Fe2(SO4)3溶液
D
Ag
Fe
Fe2(SO4)3溶液
A A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】根据2Fe3++Fe=3Fe2+知,铁易失电子而作负极,不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极,铁离子得电子发生还原反应,所以电解质溶液为可溶性的铁盐:
A.铜作正极,铁作负极,电解质为可溶性的氯化铁,则符合题意,故A不选;
B.铁作负极,碳作正极,电解质为Fe(NO3)3溶液,能发生氧化还原反应,则符合题意,故B不选;
C.Zn的金属活泼性比Fe强,则Zn作负极,Fe作正极,电解质为可溶性的硫酸铁,所以不能构成该条件下的原电池,则不符合题意,故C选;
D.Fe作负极,银作正极,电解质为Fe2(SO4)3溶液,发生反应为2Fe3++Fe═3Fe2+,符合题意,故D不选;
故选C。
6. 利用下列实验装置进行实验,能达到实验目的的是( )
A.制取CO2
B.干燥NH3
C.收集NO
D.收集CH3COOC2H5
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.大理石为难溶于水的块状固体,能利用该装置制备CO2,A项正确;
B.无水氯化钙与NH3反应,不能用无水氯化钙干燥,B项错误;
C.NO和O2反应生成NO2,不能用排空气法收集,C项错误;
D.CH3COOC2H5在强碱性条件下发生水解,D项错误。
故选A。
7. 下列有关说法正确是
A. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多
B. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,故金刚石比石墨稳定
C. 放热且熵增加的反应不一定能正向自发进行
D. 增大反应物的浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
【答案】A
【解析】
【详解】A.固体硫变为硫蒸汽要吸热,则硫蒸气燃烧时放出的热量多,故A正确;
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨能量比金刚石小,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.放热且熵增加的反应,即△H<0、△S>0的反应,该反应在任何温度下均有△H-T△S<0,即放热且熵增加的反应在任何条件下都能正向自发进行,故C错误;
D.增大反应物浓度,单位体积活化分子总数目增大,但活化分子百分数不变,故D错误;
故选:A。
8. 有关单质钾的说法如下:①在中燃烧生成并能产生紫色火焰;②与溶液反应时能产生蓝色沉淀;③少量单质钾可保存在煤油中;④熔点、沸点均比钠的高。下列组合正确的是
A. ②③ B. ①④ C. ③④ D. ①③
【答案】A
【解析】
【详解】①钾单质太活泼,在中燃烧生成并能产生紫色火焰,错误;
②钾与水反应生成氢氧化钾,氢氧化钾与溶液反应生成氢氧化铜沉淀,能产生蓝色沉淀,正确;
③少量单质钾可保存在煤油中,用以隔绝氧气,正确;
④碱金属的熔沸点由上而下逐渐变小,钾的熔点、沸点分别为63℃、759℃,钠的熔点、沸点分别为97.72℃、883℃,错误;
故选A;
9. 下列关于有机化合物的叙述正确的是
A. 乙烷可以发生取代反应和加成反应
B. 用酸性高锰酸钾溶液可鉴别己烯和甲苯
C. 邻二甲基环己烷()的一氯代物有4种
D. 乙酸和汽油均能和氢氧化钠溶液反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烷是饱和烃,只能发生取代反应,不能发生加成反应,故A错误;
B.己烯和甲苯都能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,使溶液褪色,则不用酸性高锰酸钾溶液可鉴别己烯和甲苯,故B错误;
C.由结构简式可知,邻二甲基环己烷的结构对称,分子中含有4类氢原子,则一氯代物有4种,故C正确;
D.汽油的主要成分是烃,不能与氢氧化钠溶液反应,故D错误;
故选C。
10. 下列离子能大量共存的是
A. Na+、K+、SO、 CO B. Mg2+、 NH、SO、OH-
C. Ba2+、K+、CO、NO D. Ag+、K+、Cl-、NO
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na+、K+、SO、 CO相互之间不反应,能大量共存,故A正确;
B.Mg2+、 NH与OH- 都会反应,不能大量共存,故B错误;
C.Ba2+与CO会生成碳酸钡沉淀,不能大量共存,故C错误;
D.Ag+与Cl-会生成氯化银沉淀,不能大量共存,故D错误;
故选A。
11. 下列有关物质用途的叙述中,不正确的是
A. Cl2常用于自来水消毒 B. SO2常用于漂白食品
C. SiO2常用于制造光导纤维 D. Na2O2可用于呼吸面具中氧气的来源
【答案】B
【解析】
【详解】A、氯气溶于水生成次氯酸具有强氧化性可以消毒杀菌,Cl2常用于自来水消毒,故A正确;
B、二氧化硫气体具有漂白性,有毒不能漂白食品,故B错误;
C、光导纤维的成分是二氧化硅,SiO2常用于制造光导纤维,故C正确;
D、过氧化钠和呼出的二氧化碳反应能生成氧气,可用于呼吸面具中氧气的来源,故D正确;
故选B。
12. 文献报道:在45 ℃、0.1 MPa时,科学家以铁粉为催化剂,通过球磨法合成氨。部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注),下列说法正确的是
A. 由此历程可知:N*+3H*=NH*+2H* ΔH>0
B. 铁粉改变了合成氨的反应历程和反应热
C. 图示过程中有极性共价键生成
D. 用不同催化剂合成氨,反应历程均与上图相同
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.ΔH与反应过程无关,取决于反应的起点和终点,由图知,反应物的总能量比生成物的总能量高,为放热反应ΔH<0,则N*+3H*=NH*+2H* ΔH<0,A错误;
B.铁粉做催化剂,只改变反应历程,不改变始终态,即不能改变反应热,B错误;
C.过程中有N-H极性共价键的生成,C正确;
D.不同的催化剂,改变反应的历程不一样,D错误;
故选:C。
13. 如图所示的物质转化关系中,A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体,E的相对分子质量比D的大17,G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
对图中有关物质及反应的叙述不正确的是
A. 气态氢化物A可用作制冷剂
B. 反应②体现了E的氧化性和酸性
C. 反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为4∶5
D. 化合物D的密度比空气大,易液化,易溶于水
【答案】C
【解析】
【分析】B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,则B是;G是一种紫红色金属单质,则G是,A是常见的气态氢化物,能与氧气反应生成C与F,则C、F分别为氧化物与水中的一种,而C能与氧气反应生成D,则C为氧化物,F是,D与水反应得到E,E能与反应得到C,中学中N、S元素化合物符合转化关系,由于E的相对分子质量比D大17,可推知E为、D是,则A是,C是,结合对应物质的性质进行解答。
【详解】A.氨气易液化,可以用作制冷剂,故A正确;
B.反应②为3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,硝酸体现了氧化性和酸性,故B正确;
C.反应③为,氧化剂与还原剂物质的量之比为5:4,C项错误;
D.的密度比空气大,易液化,易溶于水,故D正确;
故选C。
14. X、Y、Z、M为四种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为。下列说法正确的是
A. 原子半径比较:Z>Y>X>M
B. 元素的氧化物对应的水化物的酸性比较:Z>Y>X
C. 由Y、Z、M三种元素可形成一种常见的离子化合物
D. 气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
【答案】C
【解析】
【分析】由Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 g/L,可求得其相对分子质量为M=0.76 g/L×22.4L/mol=17g/mol,所以Y是N,M是H,又因X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,所以X是C,Z是O;
【详解】A.X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,原子半径应为X>Y>Z>M,A错误;
B.元素的最高氧化物对应的水化物才能比较酸性,而且氧也没有氧化物对应水化物,B错误;
C.Y、Z、M是N、O、H,三种元素可形成一种常见的离子化合物硝酸铵,C正确;
D.同一周期,从左到右,元素非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强,故为Z>Y>X,D错误;
故选C。
15. 溴酸盐在国际上被定位为2B级潜在致癌物。已知KBrO3可发生下列反应:2KBrO3+I2=2KIO3+Br2,下列有关说法不正确的是
A. KBrO3是氧化剂
B. 该反应说明I2的还原性强于Br2
C. 当有1 mol KBrO3参与反应时转移5 mol电子
D. 通过该反应相关物质的氧化性、还原性强弱比较可知:不能用KI与Br2反应来制取I2
【答案】D
【解析】
【详解】A.在反应2KBrO3+I2=2KIO3+Br2中,Br元素化合价降低,得到电子被还原,所以KBrO3作氧化剂,A正确;
B.在氧化还原反应中,还原剂的还原性比还原产物的强,在该反应中I2为还原剂,Br2为还原产物,所以物质的还原性:I2>Br2,B正确;
C.在该反应中,Br元素化合价由反应前KBrO3中的+5价变为反应后Br2的0价,化合价降低5价,得到5个电子,则当有1 mol KBrO3参与反应时转移5 mol电子,C正确;
D.元素的非金属性:Br>I,则单质的氧化性:Br2>I2,所以Br2能够与KI发生置换反应:2KI+Br2=2KBr+I2,故可以用KI与Br2反应来制取I2,D错误;
故合理选项是D。
16. 根据下列实验操作和现象所得的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向AgCl 悬浊液中滴入KI溶液,悬浊液变为黄色
Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)
B
将Fe(NO3)2 溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,溶液变成红色
原Fe(NO3)2中一定含有Fe3+
C
相同条件下,分别测量0.1 mol·L-1和0.01 mol·L-1的醋酸溶液的导电性,前者的导电性强
醋酸浓度越大,电离程度越大
D
常温下,分别测量浓度均为0.1 mol·L-1的Na2S溶液和NaClO溶液的pH,前者的pH 大
酸性:HClO>H2S
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A项,向AgCl悬浊液中滴入KI溶液,悬浊液变为黄色,则生成了AgI沉淀,反应总是向着更难溶的方向进行,所以Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故A正确;B项,在酸性条件下,NO3-具有强氧化性,能把Fe2+氧化生成Fe3+,Fe3+与KSCN溶液发生显色反应,溶液呈红色,所以无法判断原Fe(NO3)2中是否含有Fe3+,故B错误;C项,溶液的导电性与离子浓度成正比,醋酸的浓度越大,c(H+)和c(CH3COO-)越大,所以导电性越强,但是,醋酸浓度越大,电离程度越小,故C错误;D项,盐中的弱阴离子越容易水解,其相应的酸的酸性越弱,所以常温下,分别测量浓度均为0.1 mol·L-1的Na2S溶液和NaClO溶液的pH,前者的pH大,则酸性:HClO>HS-,故D错误。
点睛:本题考查化学实验方案的评价,涉及沉淀转化、氧化还原反应、弱酸的电离、盐类水解等,掌握物质的性质、反应原理等知识是解题的关键,C项注意:增大醋酸浓度,使电离平衡正向移动,但是根据勒沙特列原理,改变影响平衡的一个条件,平衡向着减弱这种改变的方向移动,只能减弱而不能消除这种改变,所以电离程度减小;D项,盐中的弱阴离子越容易水解,其相应的酸的酸性越弱,要注意找对相应的酸,S2-对应的酸是HS-,HS-对应的酸是H2S。
17. 如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图,下列叙述正确的是
A. Fe电极的电极反应是:4OH--4e-=2H2O+O2↑
B. 通电一段时间后,石墨电极附近溶液先变红
C. 电解饱和食盐水的总反应是:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
D. 直流电源的a极是正极
【答案】C
【解析】
【分析】该装置有外加电源,因此该装置为电解装置,因为是电解饱和食盐水,根据电解原理,因此铁电极为阴极,石墨为阳极,据此分析;
【详解】A.工业电解饱和食盐水石墨作电解池的阳极,与电源正极向相连,铁作阴极,与电源负极相连,a为电源负极,阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故A错误;
B.电解原理为溶液中氯离子在阳极失电子生成氯气,溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气,铁电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,附近氢氧根离子浓度增大,酚酞变红色,故B错误;
C.电解饱和食盐电解水反应生成氢氧化钠、氢气、氯气,反应的化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故C正确;
D.根据选项A的分析,a为电源负极,故D错误;
答案为C。
18. 二氧化硫是一种应用广泛的化工原料。在接触法制硫酸的工业中,二氧化硫制取三氧化硫的反应为2SO2(g)+O2(g) = 2SO3(g) ∆H= -196 kJ•mol-1.实验室用亚硫酸钠固体与70%的硫酸制取少量的二氧化硫。下列有关用二氧化硫制取三氧化硫的说法正确的是
A. 反应的∆S > 0
B. 2 mol SO2与足量O2反应,放出的热量为196 kJ
C. 工业上用通入足量的空气来提高SO2的转化率
D. 反应中每消耗1 mol SO2转移的电子数目约等于4×6.02×1023
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.2SO2(g)+O2(g) ⇌⇌2SO3(g)反应是气体体积缩小的反应,∆S< 0,A错误;
B.该反应是可逆反应,反应不能充分进行,2mol SO2与足量O2反应,放出的热量小于196 kJ ,B错误;
C.工业上通入足量的空气使平衡正向移动,氧气转化率下降,但提高SO2的转化率,C正确;
D.反应中S元素由+4价变成+6价,升2价,每消耗1 mol SO2转移电子数目约等于2×6.02×1023,D错误;
故选C。
19. 某无色溶液可能由Na+、Ba2+、Cu2+、CO、HCO、SO、Cl-中的一种或几种。为了确定该溶液的成分,进行如下实验:
①取少量该溶液加入足量氯水,有气体产生,得到甲溶液;
②取少量甲溶液,向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀甲;
③取少量原溶液,向其中加入Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀乙,加足量稀盐酸,沉淀部分溶解。下列关于原溶液说法正确的是( )
A. 肯定存在SO、Cl-
B. 肯定不存在Ba2+,可能存在Cu2+
C. CO、HCO至少存在一种
D. 是否存在Na+需要通过焰色试验来确定
【答案】C
【解析】
【分析】无色溶液中不含有色离子,则一定不含有色的Cu2+;取少量该溶液加入足量氯水,有气体产生,说明CO、HCO至少存在一种,得到甲溶液,甲溶液中含有氯离子,继续滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀甲(AgCl),不能判断原溶液中是否有氯离子;取少量原溶液,向其中加入Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀乙,加足量稀盐酸,沉淀部分溶解,说明白色沉淀乙中有硫酸钡,则原溶液中含有SO,不含有Ba2+,根据电荷守恒,判断Na+一定含有,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,不能判断原溶液中是否有氯离子,故A错误;
B.无色溶液中不含有色离子,则一定不含有色的Cu2+,故B错误;
C.取少量该溶液加入足量氯水,有气体产生,说明CO、HCO至少存在一种,故C正确;
D.根据上述分析,排除了铜离子和钡离子,根据电荷守恒判断Na+一定含有,不需要用焰色反应,故D错误。
答案选C。
【点睛】注意明确常见离子的性质及检验的方法,特别是熟悉具有特殊反应现象、颜色的离子,电荷守恒的应用是解题的关键。
20. 常温下,向溶液中逐滴加入0.1mol/L的NaOH溶液,溶液中水电离出的随加入NaOH溶液的体积变化如图所示。下列说法正确的是
A. c点对应的溶液的pH=7
B. b、d两点对应的溶液的pH相同
C. 从a点到d点,水的电离程度一直增大
D. b点对应的溶液中,
【答案】D
【解析】
【详解】A.c点时向溶液中加入了20mL 0.1mol/L的NaOH溶液,恰好完全发生反应,水解溶液呈碱性,pH>7,故A项错误;
B.从b点到d点,向溶液中不断地加入NaOH溶液,pH会增大,即d点的pH大于b点的pH,故B项错误;
C.由图可知,c点水的电离程度最大,所以从a点到d点,水的电离程度先增大后减小,故C项错误;
D.b点时向溶液中加入了10mL 0.1mol/L的NaOH溶液,根据物料守恒可知:,故D项正确;
答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
一、必做题
21. 已知反应过程的能量变化如图所示:
(1)由图可知为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)图中C点表示___________。E所代表的能量是___________;E的大小对该反应的反应热___________(填“有”或“无”)影响。
(3)请求出反应___________。
(4)又知,请根据题给条件求出反应的焓变___________。
【答案】(1)吸热 (2) ①. 1molSO3(g)所具有的能量 ②. 反应的正反应的活化能 ③. 无
(3)-198 kJ/mol
(4)-42.5kJ/mol
【解析】
【小问1详解】
由图可知,中反应物的能量高于生成物的能量,反应为放热反应,则反应为吸热反应;
【小问2详解】
图中C点表示1molSO3(g)所具有的能量;E所代表的能量是反应的正反应的活化能;E的大小对该反应难易程度有影响,对反应热无影响;
【小问3详解】
由图可知,① =-99.0kJ/mol,①×2得反应: =2×(-99.0kJ/mol)=-198 kJ/mol;
【小问4详解】
① =-99.0kJ/mol
②
①-②得反应:
。
22. 已知有下列十种物质:①固体②过氧化钠③熔融态④⑤碘水⑥⑦小苏打⑧氨水⑨⑩硫酸亚铁。
(1)上述物质中,属于电解质的是_______(填序号,下同)属于非电解质的是_______。
(2)写出②与反应的化学方程式_______。当反应转移时,固体质量增加_______g。
(3)相同条件下,物质⑦的溶解度_______的溶解度(填“大于”或“小于”)。
(4)已知⑩可使酸性溶液褪色,完成并配平该反应的离子方程式:_______。
。
【答案】(1) ①. ①②③⑦⑩ ②. ④⑥
(2) ①. ②. 84
(3)小于 (4)
【解析】
【小问1详解】
在水中或者熔融状态下能导电的化合物是电解质,在水中和熔融状态下都不能导电的化合物是非电解质;①AlCl3固体在水中可以导电,故AlCl3固体为电解质;②熔融的过氧化钠能导电,故过氧化钠属于电解质;③熔融态KNO3能导电,故熔融态KNO3为电解质;④SO3不能电离,故SO3为非电解质;⑤碘水是混合物,故碘水既不是电解质也不是非电解质;⑥C2H5OH在水溶液和熔融状态下都不导电,故C2H5OH是非电解质;⑦小苏打(碳酸氢钠)溶于水导电,故小苏打属于电解质;⑧氨水是水溶液为混合物,故氨水既不是电解质也不是非电解质;⑨Cl2是单质,故Cl2既不是电解质也不是非电解质;⑩硫酸亚铁溶于水导电,故硫酸亚铁属于电解质;综上所诉,属于电解质的是①②③⑦⑩,属于非电解质的是④⑥。
【小问2详解】
过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,该反应中O元素化合价既上升也下降,每生成1mol O2转移2mol e-,当反应转移3mol e-时,生成1.5mol O2,消耗3mol CO2,固体质量增加3mol44g/mol-1.5mol32g/mol=84g。
【小问3详解】
物质⑦小苏打为碳酸氢钠,相同条件下,其溶解度小于Na2CO3的溶解度。
【小问4详解】
⑩硫酸亚铁中的Fe2+具有还原性,可使酸性KMnO4溶液褪色,生成Fe3+、Mn2+和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为:。
23. 2020年突如其来的“新冠肺炎”使人们认识到日常杀菌消毒的重要性,其中含氯消毒剂在生产生活中有着广泛的用途。
Ⅰ.某化学兴趣小组用如图装置制备家用消毒液。
(1)写出装置B中反应的离子方程式_______。
(2)装置A中的溶液是_______,长玻璃导管的作用是_______。图中装置的连接顺序是B、_______。
(3)用化学方程式表示装置D中“84消毒液的生成过程:_______。
(4)某温度下,将氯气通入溶液中,得到和的混合溶液,经测定与的物质的量之比为。则该反应中,被氧化的与被还原的的质量之比为_______。
Ⅱ.世卫组织将其定为A级高效安全灭菌消毒剂,它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有广泛应用。
(5)消毒效率是用单位质量的消毒剂得电子数来表示的,作消毒剂时和一样,还原产物均为。的消毒效率是的_______倍(保留两位小数)。
【答案】(1)
(2) ①. 饱和食盐水 ②. 防止D中溶液倒吸进入A中 ③. A、D、C
(3)
(4)
(5)2.63
【解析】
【分析】先用装置B制取氯气,二氧化锰和浓盐酸加热条件下制取氯气,氯气中会混有氯化氢,用装置A除去氯化氢,则装置A中盛放饱和食盐水,然后将氯气通入装置D中,使氯气与氢氧化钠溶液反应,再连接装置C用来处理未反应完的氯气防止污染空气,因此制备家用消毒液装置的连接顺序是BADC。
【小问1详解】
装置B中二氧化锰和浓盐酸加热条件下制取氯气,反应的离子方程式,故答案为:。
【小问2详解】
装置A用于除去氯气中的氯化氢,因此装置A中的溶液是饱和食盐水,而长玻璃导管的作用是防止D中溶液倒吸进入A中,由此分析,图中装置的连接顺序是B、A、D、C,故答案为:饱和食盐水;防止D中溶液倒吸进入A中;A、D、C。
【小问3详解】
氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为: ,故答案为:。
【小问4详解】
根据与的物质的量之比为,由Cl2到,氯元素化合价升高1价,失去1个电子,由Cl2到,氯元素化合价升高5价,失去5个电子,共失去1+35
=16个电子,而由Cl2到Cl-,氯元素化合价降低1价,得到1个电子,依据得失电子守恒,需要16个氯原子得到16个电子,所以被氧化的与被还原的的质量之比为=(1+3):16=,故答案为:。
【小问5详解】
设Cl2和的质量都是71g,Cl2得到的电子为:2=2mol,得到的电子为:5=mol,则的消毒效率是的2.63倍,故答案为:2.63。
二、选做题
24. 下表列出了前20号元素中某些元素性质的一些数据:
性质元素
原子半径
最高价态
最低价态
性质元素
原子半径
最高价态
最低价态
①
1.02
⑥
1.10
②
2.27
—
⑦
0.99
③
0.74
—
⑧
1.86
—
④
1.43
—
⑨
0.75
⑤
0.77
⑩
1.17
试回答下列问题:
(1)以上10种元素中,第一电离能最小的是_______(填编号)。
(2)上述⑤、⑥、⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中,每一个原子都满足稳定结构的物质是_______(写分子式)。元素⑤和⑩形成的化合物的化学式为_______物质类型为_______(填离子化合物、共价化合物):元素①的原子价电子排布式是_______。
(3)①、⑥、⑦三种元素的气态氢化物的稳定性,由强到弱的顺序是_______(填化学式)。
(4)③和⑨两元素比较,非金属性较弱的是_______(填名称),可以验证你的结论的是下列中的_______(填序号)。
A.气态氢化物的挥发性
B.单质分子中的键能
C.两元素的电负性
D.含氧酸的酸性
E.氢化物中键的键长(X代表③和⑨两元素)
【答案】(1)② (2) ①. ②. ③. 共价化合物 ④.
(3)
(4) ①. 氮 ②. C
【解析】
【分析】同一周期中,自左至右,元素的原子半径逐渐减小;同一主族中,从上向下,元素的原子半径逐渐增大。由题意可知,10种元素是前20号元素,根据表中数据,可推出①S,②K,③O,④Al,⑤C,⑥P,⑦Cl,⑧Na,⑨N,⑩Si。
【小问1详解】
一般来说,在同一周期中,自左至右,元素的第一电离能逐渐增大;同一主族中,从上向下,元素的第一电离能逐渐减小。故在10种元素中,第一电离能最小的是②K。
【小问2详解】
C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中,PCl3或CCl4分子中的每一个原子都满足8e-稳定结构;元素⑤和⑩形成的化合物是,为共价化合物;S元素的原子价电子排布式是3s23p4。
【小问3详解】
元素的非金属性越强,形成的气态氢化物越稳定,非金属性强弱为Cl>S>P,故其氢化物稳定性为HCl>H2S>PH3。
【小问4详解】
氧元素和氮元素相比,非金属性较弱的是氮元素,因同一周期从左到右元素的非金属性增强,电负性越大,可通过C项验证。
25. 研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)Co基态原子核外电子排布式为______。元素Mn与O中,第一电离能较大的是________,基态原子核外未成对电子数较多的是________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
(3)在CO2和H2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_______,原因是_____________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在________。
【答案】 ①. [Ar]3d74s2 ②. O ③. Mn ④. sp;sp3 ⑤. H2O>CH3OH>CO2>H2 ⑥. H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多 ⑦. CO2与H2 均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大 ⑧. 离子键和π键
【解析】
【详解】(1)Co为27号元素,依据电子排布的原则,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2。元素Mn为金属,O为非金属,第一电离能较大的是O;Mn和O的基态原子核外未成对电子数分别为3、2,则基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。答案为:[Ar]3d74s2;O;Mn;
(2)CO2分子中,C原子只与两个氧原子形成共价键,且最外层无孤对电子,CH3OH分子中C原子与4个原子形成共价键,所以二者的杂化形式分别为sp和sp3。答案为:sp;sp3;
(3)CO2、H2、CH3OH、H2O四种分子中,CH3OH、H2O都能形成分子间的氢键,H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多,CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大、范德华力较大,所以沸点从高到低的顺序为H2O>CH3OH>CO2>H2,答案为:H2O>CH3OH>CO2>H2;H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多,CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大、范德华力较大;
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在Mn2+与NO3-间的离子键和NO3-内的π键。答案为:离子键和π键。
【点睛】注意分子间的范德华力比氢键小得多,比较沸点时,还需从氢键的数目和键长寻找突破。
26. H是一种重要的化工原料,它可由石油和煤焦油通过下列路线合成:
(1)A的名称是_______;过程①是_______变化(填“物理”或“化学”)。
(2)B物质可以发生哪些类型反应_______。
(3)由A可以制备B,也可以由B制备A,由B制备A时温度控制为,若缓慢升温至时发生副反应_______。导致乙烯产量降低。
(4)反应③的化学方程式为_______。
(5)反应⑥的化学方程式为_______。
(6)H中六元环上的氢原子被两个氯原子取代后的有机物有_______种。
(7)参照上述合成路线,以F为原料,设计合成G的路线:_______(其他试剂任选)
【答案】(1) ①. 乙烯 ②. 化学
(2)取代、消去、氧化
(3)
(4)
(5)2CH3COOH++2H2O
(6)7 (7)
【解析】
【分析】由题意可知,石油可以转化成乙烯,乙烯和水反应生成乙醇,乙醇被氧化成乙醛,乙醛被氧化成乙酸,乙酸和发生酯化反应生成,故A是乙烯,B是乙醇,C是乙醛,D是乙酸,据此分析回答问题。
【小问1详解】
由以上分析可知,A是乙烯;石油转化成乙烯,生成新物质,故为化学变化;
【小问2详解】
B是乙醇,乙醇可以被氧化成乙醛,乙醇发生消去反应生成乙烯,乙醇和钠发生取代反应生成乙醇钠,故可以发生的反应类型为取代、消去、氧化;
【小问3详解】
乙醇制备乙烯的过程中,温度加热到140℃时,发生副反应生成乙醚,反应方程式为2C2H5OH C2H5OC2H5+H2O;
【小问4详解】
乙醇被氧化成乙醛,化学方程式为2 C2H5OH +O2 2CH3CHO+2H2O;
【小问5详解】
乙酸和发生酯化反应生成,化学方程式为2CH3COOH+ +2H2O;
【小问6详解】
用定一移一法,H分子有一定的对称性,六元环上的6个碳原子均有H原子可以被取代,如图所示 ,可以先把1号或2号的H原子取代,然后分析另一个H原子被取代的可能性,先取代1,环上其他碳原子上的H均可以被取代,但要注意左右对称,故有3种;再先取代2,则与1相同的位置不能再取代,可以找到4种,注意2号碳上有2个H原子可以被取代。综上所述,可以确定H中六元环上的氢原子被两个氯原子取代后的有机物有7种。
【小问7详解】
与Br2反应生成,发生消去反应生成,与Br2加成反应生成,水解反应生成,与氢气发生加成反应生成,设计合成G的路线为 。
27. 对甲氧基肉桂酸异辛酯是目前最常用的防晒剂之一,广泛应用于日用化工领域。其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式是_______。反应类型为_______。
(2)A中最多_______个原子共平面。鉴别A与苯的方法为_______。
(3)B→C所需要的反应条件为_______。C→D的反应类型为_______。
(4)E中官能团的名称为_______。G的分子式是_______。请写出G同分异构的任意一种结构_______,其命名为_______。
(5)与C互为同分异构体共_______种(含C),其中一种结构满足下列条件,其结构简式为_______。
①苯环上有1个取代基;②核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为
【答案】(1) ①. +Br2+HBr ②. 取代反应
(2) ①. 13 ②. 分别滴入酸性溶液,振荡,使溶液褪色的是A,不褪色的是苯
(3) ①. NaOH溶液加热 ②. 取代反应
(4) ①. 醛基、醚键 ②. ③. ④. 甲基乙基戊醇
(5) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,在铁与溴反应生成的溴化铁做催化剂作用下,与溴发生取代反应生成,则B为;在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成,在硫酸二甲酯的作用下与CH3I发生取代反应生成,被二氧化钪氧化为,在吡啶作用下与丙二酸先发生加成反应,后发生消去反应生成,在浓硫酸和苯的作用下与发生酯化反应生成,则G为。
【小问1详解】
由分析可知,A→B的反应为在铁做催化剂作用下,与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+Br2+HBr,故答案为:+Br2+HBr;取代反应;
【小问2详解】
由分析可知,A的结构简式为,分子中最多有13原子共平面;是苯的同系物,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,苯不能与酸性高锰酸钾溶液反应,则用酸性高锰酸钾溶液能鉴别甲苯和苯;
故答案为:13;分别滴入酸性溶液,振荡,使溶液褪色的是A,不褪色的是苯;
【小问3详解】
由分析可知,B→C的反应为在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成和溴化钠;C→D的反应为在硫酸二甲酯的作用下与CH3I发生取代反应生成和碘化氢,故答案为:NaOH溶液加热;取代反应;
【小问4详解】
由分析可知,E的结构简式为,官能团为醚键和醛基;G的结构简式为,分子式,可能结构简式为,名称为甲基乙基戊醇;
故答案为:醛基、醚键;;;甲基乙基戊醇;
【小问5详解】
C为对甲基苯酚,C的同分异构体可能为邻甲基苯酚、间甲基苯酚、苯甲醇和苯甲醚,共4种,其中符合苯环上有1个取代基,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的结构简式为,故答案为:4;。
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