卷04——高一化学下学期期末模拟测试卷(鲁科版2019)
展开2020-2021学年下学期期末高分必刷卷04
高一化学
(满分:100分,时间:90分钟)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题纸上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题纸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。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题纸上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:必修2
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个正确选项。)
1.(2020·江苏海安高级中学高一月考)化学与生活、生产、环境等密切相关。下列说法错误的是
A.煤的液化、石油的裂化和油脂的皂化都属于化学变化
B.棉、丝、毛、油脂都是天然有机高分子化合物
C.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
D.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量
【答案】B
【详解】
A、煤的液化是利用煤制取甲醇,石油的裂化是将相对分子质量比较大的烃类断裂为相对分子质量较小的烃类来获得轻质油的过程,油脂的皂化是指油脂在碱性条件下的水解,均有新物质生成,均为化学变化,故A正确;
B、棉、丝、毛都是天然有机高分子化合物,油脂相对分子质量较小,不是高分子化合物,故B错误;
C、海水淡化的主要方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,故C正确;
D.太阳能、风能和氢能等是清洁能源,利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源可以减少污染物的排放,改善空气质量,故D正确。
2.(2021·镇赉县第一中学校高一月考)下列化学用语或模型正确的是
A.一氯乙烷的结构式为CH3CH2Cl B.CCl4分子的比例模型
C.乙醇的分子式C2H5OH D.苯乙烯的实验式为CH
【答案】D
【详解】
A.CH3CH2Cl为一氯乙烷的结构简式,A不正确;
B.模型中,中心原子半径比顶点原子半径大,而CCl4中,Cl原子半径比C大,B不正确;
C.C2H5OH为乙醇的结构简式,C不正确;
D.苯乙烯的分子式为C8H8,实验式为CH,D正确。
3.(2021·重庆万州纯阳中学校高二期中)为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是( )
选项
A
B
C
D
被提纯物质
乙醇(水)
乙醇(乙酸)
乙烷(乙烯)
溴苯(溴)
除杂试剂
生石灰
氢氧化钠溶液
酸性高锰酸钾溶液
KI溶液
分离方法
蒸馏
分液
洗气
分液
【答案】A
【详解】
A.要除去乙醇中的少量水,可以加新制的生石灰,生石灰和水反应生成微溶的熟石灰,然后蒸馏,可以把沸点低的乙醇蒸馏出去,从而得到无水乙醇,故A正确;
B.乙酸可以和NaOH溶液反应生成溶于水的乙酸钠,但乙醇和水互溶,所以当乙醇和乙酸的混合物中加入氢氧化钠溶液后,不分层,所以无法分液,故B错误;
C.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳,在除去了乙烯的同时引入新杂质二氧化碳,除杂试剂选择错误,应选择溴水,故C错误;
D.溴可以和KI反应:Br2+2KI=2KBr+I2,但I2也易溶于溴苯,除去了溴苯中的溴,但是溴苯中混入了新杂质I2,除杂试剂选择错误,应选择NaOH溶液,故D错误。
4.(2021·江苏星海实验中学高一月考)下列现象中,不是因为发生化学反应而产生褪色现象的是
A.乙烯使KMnO4酸性溶液褪色
B.将苯滴入溴水中,振荡后水层接近无色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
【答案】B
【详解】
A.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于发生氧化反应而褪色,A选项不满足题意;
B.将苯滴入溴水中,振荡后水层接近无色,是由于发生了萃取而褪色,是物理变化,B选项满足题意;
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是由于两者发生加成反应生成1,2-二溴乙烷而褪色,C选项不满足题意;
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失,两者发生取代反应而颜色消失,D选项不满足题意。
5.(2021·山东省安丘市第一中学高一月考)从海带中提取碘的实验中,包括灼烧、浸取和过滤、氧化、萃取、反萃取等步骤。下列说法正确的是( )
A.灼烧中用到的仪器有蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒
B.过滤中用到的仪器只有烧杯、漏斗(带滤纸)、铁架台
C.萃取得到碘的四氯化碳溶液,分液时从分液漏斗上口倒出
D.反萃取是在碘的四氯化碳溶液中加入浓氢氧化钠溶液,振荡、静置、分液,再向水溶液中滴加45%硫酸溶液,过滤得固态碘
【答案】D
【详解】
A.灼烧时用到坩埚和泥三角,不能用蒸发皿,故A错误;
B.过滤时还要用到玻璃棒引流,故B错误;
C.四氯化碳的密度比水大,则碘的四氯化碳溶液应从分液漏斗下口放出,故C错误;
D.有机相中加入浓氢氧化钠溶液,碘单质与碱液发生歧化反应,生成物溶于水相,分液后向水相中滴加硫酸,含碘物质发生归中反应生成碘单质,碘单质微溶,所以会析出固态碘,过滤得到碘单质,故D正确。
6.(2019·四川成都外国语学校高一月考)下列实验操作的现象与对应结论均正确的是
选项
实验操作
现 象
结 论
A
将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置
溶液分层,上层呈紫色
I2更易溶于有机溶剂
B
将铜片和M金属片用导线连接并插入M的硝酸盐溶液中
铜片溶解
金属性:M>Cu
C
将一小块Na放入酒精中
有气泡产生
酒精中含有水
D
将石蜡油分解产生的气体通入到酸性高锰酸钾溶液中
溶液褪色
气体中可能含有烯烃
【答案】D
【详解】
A.乙醇易溶于水,不能用乙醇萃取碘水中的碘,故A错误;
B.将铜片和M金属片用导线连接并插入M的硝酸盐溶液中,铜片溶解,则铜片作负极,金属性:Cu>M,故B错误;
C.金属钠能置换羟基的氢原子生成氢气,故将一小块Na放入酒精中有气泡产生,不能说明酒精中含有水,故C错误;
D.烯烃能使高锰酸钾酸钾溶液褪色,石蜡油是烃的混合物,其在高温下可以裂解产生烯烃。将石蜡油分解产生的气体通入到酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明气体中可能含有烯烃,故D正确。
7.(2020·河南高一期末)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述错误的是( )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接后,溶液中的Cu2+向铁电极移动
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解
D.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-=Cu
【答案】B
【详解】
A.a和b不连接时,铁与硫酸铜会发生置换反应,铁片上会有金属铜析出,A正确;
B.a和b用导线连接时,形成原电池,由于金属活动性Fe>Cu,所以Fe为负极,Cu为正极,溶液中的Cu2+向负电荷较多的正极Cu电极移动,B错误;
C.无论a和b是否连接,都会发生Fe+Cu2+=Fe2++Cu,铁片均会溶解,C正确;
D.a和b用导线连接时,构成了原电池,Fe为负极,Cu为正极,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-=Cu,D正确B。
8.(2020·河南高一月考)短周期主族元素W、X、Y .Z的原子序数依次增大, W、X位于同主族,W位于第一周期,Y的最外层电子数是5 ,Z的单质呈黄绿色,X、Y、Z位于同周期。下列说法错误的是
A.简单离子半径:Y >Z>X B.2W和3W可用于制造氢弹
C.Z元素位于第三周期VIIA族 D.Y、Z最高价氧化物对应水化物的酸性:Y >Z
【答案】D
【详解】
由分析可知,W为H元素,X为Na元素,Y为P元素,Z为Cl元素:
A.X、Y .Z的简单离子分别为Na+、P3-、Cl-,电子层数越多离子半径越大;当电子层数、核外电子数相同时,核电荷数越多半径越小,故简单离子半径:P3-˃Cl-˃Na+,A正确;
B.2H和3H可用于制造氢弹,B正确;
C.Z为Cl元素,位于第三周期ⅦA族,C正确;
D.Cl元素的非金属性比P的强,故P、Cl最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4 >H3PO4,D错误。
9.(2018·乌鲁木齐市第二十三中学高二月考)不同条件下,物质X可转化为Y,也可转化为Z,转化过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.由2X→3Y的反应是放热反应
B.X、Y、Z三种物质中最不稳定的是Z
C.反应物总键能大于Z物质的总键能
D.若Y可转化为Z,则相应的反应是放热反应
【答案】D
【解析】
A. 由图象可知,由2X→3Y的反应中反应物的总能量小于生成物的总能量,反应为吸热反应,选项A错误;
B. 由图知Z的能量在三种物质中最低,能量越低越稳定,故X、Y、Z三种物质中最稳定的是Z,选项B错误;
C. 3Y的能量高于2X也高于Z,故生成Y的反应是吸热反应,Y生成Z的反应是放热反应,反应物总键能小于Z物质的总键能,选项C错误;
D. 3Y的能量高于2X也高于Z,故生成Y的反应是吸热反应,Y生成Z的反应是放热反应,选项D正确。
10.(2020·安徽高一期末)下列说法中正确的悬
A.化合物中的原子都是通过共价键相结合的
B.若化学反应吸收能量时,其断键吸收的能量大于成键放出的能量
C.化学反应中,断开化学键要放出能量,形成化学键要吸收能量
D.化学键是构成物质原子间的强相互作用,表现为原子核间的斥力
【答案】B
【详解】
A.化合物中的原子不都是以共价键相结合,如离子化合物中一定含有离子键,故A错误;
B.断键吸收能量,成键释放能量,若化学反应吸收能量,说明断键吸收的能量大于成键放出的能量,故B正确;
C.断开化学键吸收能量,形成化学键释放能量,故C错误;
D.相邻原子之间强烈的相互作用是化学键,化学键中包含引力和斥力两方面的强烈作用,故D错误;
综上所述答案为B。
二、选择题(本题共5个小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个正确选项,选全对得4分,选对但不全得2分,选错得0分。)
11.(2020·山东菏泽思源学校高一期末)苯环结构中,不存在单双键交替结构,可以作为证据的事实是
①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ②苯中碳碳键的键长均相等 ③苯在FeBr3存在下与液溴可发生取代反应,但不能使溴水褪色④经实验测得邻二甲苯只有一种结构 ⑤苯能在一定条件下跟氢气发生加成反应生成环己烷
A.①②③④ B.①②④⑤ C.①③④⑤ D.②③④⑤
【答案】A
【详解】
①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在C- C单键与C = C双键的交替结构,故①正确;
②苯环上碳碳键的键长相等,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在C- C单键与C = C双键的交替结构,故②正确;
③苯在FeBr3存在下同液溴可发生取代反应,生成溴苯,苯不因化学变化而使溴水褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在C - C单键与C = C双键的交替结构,故③正确;
④如果是单双键交替结构,邻二甲苯的结构有两种,一种是两个甲基夹C – C,另一种是两个甲基夹C = C邻二甲苯只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在C- C单键与C = C双键的交替结构,故④正确;
⑤苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷,发生加成反应是双键或三键具有的性质,不能证明苯环结构中不存在C - C单键与C = C双键的交替结构,故⑤错误;
综上所述①②③④正确;
故选A。
12.(2020·金华市曙光学校高一月考)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下,下列说法错误的是( )
实验
序号
实验温度T/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间t/s
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
293
4
0.02
6
0.1
0
6
B
293
4
0.02
4
0.1
V1
8
C
T1
4
0.02
6
0.1
0
5
A.时间t的意义是,从溶液混合到KMnO4颜色褪去的时间
B.实验C中5s内平均反应速率v(KMnO4)=1.6×10-3mol•L-1•s-1
C.实验A和B是探究H2C2O4浓度对反应速率的影响,则V1=0
D.实验A和C是探究温度对反应速率的影响,则T1>293
【答案】C
【详解】
A.溶液颜色褪至无色时所需时间t,即为从溶液混合到KMnO4颜色褪去的时间,故A正确;
B.利用实验C中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的化学反应速率v(KMnO4)==1.6×10-3mol•L-1•s-1,故B正确;
C.实验A和B是在相同温度和相同KMnO4的浓度下,探究H2C2O4浓度对反应速率的影响,则V1=2,故C错误;
D.实验A和C是在KMnO4和H2C2O4浓度相同的条件下,探究温度对反应速率的影响,C的反应速率快,则T1>293,故D正确;
故答案为C。
13.(2020·山东高一期末)乙烯气相直接水合反应制备乙醇C2H4(g)+H2O(g)⇌C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图(起始时,n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1)。下列分析错误的是
A.乙烯气相直接水合反应的∆H<0
B.图中压强的大小关系为:p1>p2>p3
C.图中a、b点对应的平衡常数相同
D.达到平衡状态a、c所需要的时间:a>c
【答案】BC
【详解】
A.压强不变时,升高温度,乙烯转化率降低,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,则△H<0,故A正确;
B.相同温度下,增大压强,C2H4(g)+H2O(g)⇌C2H5OH(g)平衡正向移动,乙烯转化率增大,根据图知,相同温度下,乙烯的转化率:p1<p2<p3 ,则压强p1<p2<p3 ,故B错误;
C.a点、b点的温度不同,而平衡常数只与温度有关,温度不同,平衡常数不同,故C错误;
D.温度越高、压强越大,化学反应速率越快,反应达到平衡需要的时间越短,a、c点的压强相等,但温度a<c,则反应速率a<c,所以达到平衡状态a、c所需要的时间:a>c,故D正确。
14.(2020·广东实验中学越秀学校高一期末)某有机物的结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A.该有机物可以与溴水发生加成反应
B.该有机物可以与乙酸发生酯化反应
C.该有机物既能与Na反应,还能与NaOH、Na2CO3反应
D.1mol该有机物最多可以和6molH2发生加成反应
【答案】D
【详解】
A. 该有机物含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应,故A正确;
B. 该有机物含有羟基,可以与乙酸发生酯化反应,故B正确;
C. 该有机物含有醇羟基、羧基,能与Na反应,羧基还能与NaOH、Na2CO3反应,故C正确;
D. 碳碳双键和苯环可以与氢气发生加成反应,故1mol该有机物最多可以和4molH2发生加成反应,故D错误;
故选D。
15.(2020·山东高一期末)工业上主要采用甲醇与CO的羰基化反应来制备乙酸,发生反应如下:CH3OH(g)+CO(g)⇌CH3COOH(l)。在恒压密闭容器中通入0.20mol的CH3OH(g)和0.22mol的CO,测得甲醇的转化率随温度变化如图所示。假设在T2温度下,达到平衡时容器的体积为2L。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数T1<T2
B.B点时CO的转化率约为72.7%
C.T1时,该反应的正反应速率:B点大于A点
D.T2时向上述已达平衡的恒压容器中,再通入0.12molCH3OH和0.06molCO气体时容器体积变为4L,此时平衡不发生移动
【答案】BD
【详解】
A.根据图可知,甲醇的转化率随着温度的升高而减小,说明升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,因此平衡常数T1>T2,故A错误;
B.根据图像,B点时CH3OH的转化率为80%,即反应的甲醇为0.16mol,则反应的CO为0.16mol,CO的转化率=×100%=72.7%,故B正确;
C.T1时,A点未达到平衡,此时甲醇的浓度大于B点甲醇的浓度,浓度越大,反应速率越快,因此温度为T1时,该反应的正反应速率:B点小于A点,故C错误;
D.根据图像,温度为T2时, CH3OH的转化率为60%,即反应的甲醇为0.12mol,则反应的CO为0.12mol,平衡时甲醇为0.08mol,则反应的CO为0.10mol,平衡时容器的体积为2L,平衡浓度分别为甲醇为0.04mol/L,CO为0.05mol/L。再通入0.12 mol CH3OH和0.06 mol CO的混合气体,容器体积变为4L,此时浓度分别为甲醇为=0.05mol/L,CO为=0.04mol/L,Qc==K=,平衡不移动,故D正确。
第II卷
三、非选择题(本大题共5题,共60分。)
16.(2020·重庆南开中学高二期中)甲醇是重要的有机化工原料,目前世界甲醇年产量超过 2.1×107吨,在能源紧张的今天, 甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是:(i) CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH= -90.1 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知:(ii) 2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH= -566.0 kJ·mol-1
(iii) 2H2(g) + O2(g)=2H2O(l) ΔH= -572.0 kJ·mol-1
甲醇的燃烧热为_____kJ·mol-1。
(2)若反应在密闭恒容绝热容器中进行,反应(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1 对合成甲醇反应中 CO 的转化率的影响是_____
A.增大 B.减小 C.无影响 D.无法判断
(3)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(i),各物质的浓度如表:(单位 mol/L)
时间/min
c(CO)
c(H2)
c(CH3OH)
0
0.8
1.6
0
2
0.6
x
0.2
4
0.3
0.6
0.5
6
0.3
0.6
0.5
① x =_____。
② 前 2min 内 H2 的平均反应速率为 v(H2) =_____。该温度下,反应(i)的平衡常数 K =_____。(保留 1 位小数)
③ 反应进行到第 2min 时,改变了反应条件,改变的这个条件可能是_____
A.使用催化剂 B.降低温度 C.增加 H2 的浓度
(4)如图是温度、压强与反应(i)中 CO 转化率的关系:由图像可知,温度越低,压强越大,CO 转化率越高,但实际生产往往采用 300~400℃和 10MPa 的条件,其原因是_____。
【答案】764.9 D 1.2 0.2 mol·L-1·min-1 4.6 L2·mol-2 A 温度较低,反应速率慢;压强太大,成本高
【详解】
(1) 由(i)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-90.1kJ·mol-1 ,(ii)2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ·mol-1 (iii)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572.0kJ·mol-1 根据盖斯定律,(ii)×+(iii)-(i)可得CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l),则△H=×(-566.0kJ·mol-1)-572.0kJ·mol-1-(-90.1kJ·mol-1)=-764.9kJ·mol-1,故甲醇的燃烧热为764.9kJ·mol-1,答案为764.9。
(2) 由反应(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1可知,消耗反应(i) CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.1 kJ·mol-1的另外一种反应物氢气,而且生成反应(i)的反应物CO,使反应(i)的CO转化率降低;但反应(iv)为吸热反应,使体系温度降低,反应(i)正向移动,使反应(i)中CO的转化率提高,两个原因孰轻孰重不得而知,无法判断反应(iv)对反应(i)中CO转化率的影响,故D正确;答案为D。
(3) ①由反应(i) CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.1 kJ·mol-1可知,观察表中数据,0~2min内,CO浓度降低了0.2mol/L,则H2浓度会降低0.4mol/L,则x=1.6-0.4=1.2;答案为1.2。
②由反应(i) CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.1 kJ·mol-1可知,v(H2)=2v(CH3OH)= =0.2mol·L-1·min-1;根据表中数据可知,4min后各组分浓度不再变化,达到平衡状态,该温度下反应平衡常数K==≈4.6L2·mol-2;答案为0.2 mol·L-1·min-1,4.6L2·mol-2。
③根据表中数据可知,2~4min内的反应速率大于0~2min 内的反应速率,且反应物浓度减少、生成物浓度增加,说明改变的条件为使用催化剂,故A正确;答案为A。
(4)温度较低,反应速率慢,不利于甲醇的生成;压强越大,CO的转化率越大,但压强太大对设备要求高,成本高,所以实际生产往往采用 300~400℃和 10MPa 的条件;答案为温度较低,反应速率慢,压强太大,成本高。
17.(2020·内蒙古鄂温克旗第三中学高二期中)如表是A、B、C、D四种常见有机物的相关信息。
有机物A
有机物B
有机物C
有机物D
①可用于果实催熟
②比例模型为
①由C、H两种元素组成
②球棍模型为
①生活中常见的液态有机物,分子中碳原子数与有机物A相同,
②能与Na反应,但不能与NaOH反应
①相对分子质量比有机物C大14
②能由有机物C氧化生成
根据表中信息回答下列问题:
(1)有机物A的分子式为________。
(2)下列有关有机物A、B的说法正确的是________(填字母)。
a.A、B均可使酸性KMnO4溶液褪色
b.A、B分子中所有的原子在同一平面内
c.等质量的A、B完全燃烧,消耗氧气的量相同
d.A、B分子均含有碳碳双键,能发生加成反应
(3)写出有机物C的同分异构体的结构简式:________。
(4)在一定条件下,有机物C与有机物D反应能生成具有水果香味的物质E,其化学反应方程式为_______,某次实验中,以5.0gD为原料,制得4.4gE,则D的转化率为_____。
【答案】C2H4 b CH3OCH3 CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 60%
【详解】
(1)有机物A可用于果实催熟,以及比例模型,推出有机物A为乙烯,即分子式为C2H4;
(2)有机物A为乙烯,有机物B由C、H两种元素组成,说明有机物B是烃,根据球棍模型,推出有机物B为苯,
a、乙烯中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯中不含不饱和键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故a错误;
b、乙烯空间构型为平面型,苯的空间构型为平面正六边形,两者所有的原子在同一平面,故b正确;
c、C2H4燃烧的反应方程式为C2H4+3O2→2CO2+2H2O,1g乙烯消耗氧气的物质的量为mol,苯与氧气反应:C6H6+O2→6CO2+3H2O,1g苯燃烧消耗氧气的量为mol,等质量C2H4和苯,前者耗氧量大于后者,故c错误;
d、苯中不含碳碳双键,故d错误;
答案选b;
(3)有机物C为生活中常见的液态有机物,含有2个碳原子,有机物C能与Na发生反应,但不能与NaOH反应,说明有机物C含有羟基,即有机物C为乙醇,乙醇的结构简式为CH3CH2OH,与乙醇互为同分异构体的结构简式为CH3OCH3;
(4)有机物D的分子量比乙醇大14,即有机物D的分子量为60,且有机物D由有机物C氧化生成,即有机物D为乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应,反应方程式为CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O,制得4.4g乙酸乙酯,消耗乙酸的物质的量为=0.05mol,消耗乙酸的质量为0.05mol×60g·mol-1=3g,即乙酸转化率为×100%=60%。
18.(2021·湖北高一期中)Ⅰ.(1)下列变化中属于吸热反应的是__(填字母序号)。
①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③苛性钠固体溶于水;④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥干冰升华
A.①② B.②④ C.③ D.①⑥
Ⅱ.蕴藏在海底的大量“可燃冰”,其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。若1molCH4气体完全反应时,吸收akJ热量。
化学键
C—H
H—H
H—O
键能kJ/mol
b
c
d
(2)写出甲烷的结构式___。
(3)C=O的键能为___kJ/mol(用含a、b、c、d的式子表示)。
(4)恒温条件下,在体积恒为0.5L的密闭容器中通入一定量甲烷和水蒸气,发生上述反应.测得甲烷物质的量随时间变化如表所示。0~10min内用水蒸气的浓度变化表示该反应的平均速率为v(H2O)=___。
时间/min
0
10
20
40
50
60
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
0.10
(5)若想加快该反应的速率,可采取的措施有___(任写一项即可)。
(6)恒温恒容情况下,下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___。
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变
B.CO2和H2的体积分数比为1:4
C.混合气体的密度保持不变
D.生成1molCO2的同时,有4molH—H键断裂
【答案】B 2b+2d-2c- 0.06mol·L-1·min-1 升温(或加压或采用合适的催化剂) AD
【详解】
(1)吸热过程或放热过程与吸热反应或放热反应不同:
①水汽化是物理变化,不属于吸热反应,故①错误;
②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O,属于吸热反应,故②正确;
③苛性钠固体溶于水是放热过程,属于物理变化,故③错误;
④氯酸钾分解制氧气属于吸热反应,故④正确;
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰是化合反应,属于放热反应,故⑤错误;
⑥干冰升华为物理变化,故⑥错误;
正确的为②④;答案选B;
(2)甲烷为CH4,属于共价化合物,分子中C原子与H原子之间形成1对共用电子对,其结构式为;
(3)设C=O的键能为x,根据反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)的焓变及和各化学键键能可知4b+4d-2x-4c=a,故x=2b+2d-2c- kJ/mol;
(4)0~10min内△n(CH4)=0.50mol-0.35mol=0.15mol,根据反应方程式可知该时段内△n(H2O)=0.30mol,容器的容积为0.5L,所以v(H2O)==0.06mol·L- 1·min-1;
(5)若想加快该反应的速率,可采取的措施有升温(或加压或采用合适的催化剂);
(6)A.该反应中反应物和生成物均为气体,所以未平衡时气体的总质量不发生改变,该反应前后气体系数之和不相等,所以未平衡时气体的总物质的量改变,则平均相对分子质量会发;生改变,当该值不变时说明反应平衡,选项A符合题意;
B.反应过程中可能出现CO2和H2的体积分数比为1:4,但这不能说明气体的浓度不再改变,故不能说明反应达到平衡,选项B不符合题意;
C.该反应中反应物和生成物均为气体,所以未平衡时气体的总质量不发生改变,容器恒容,则混合气体的密度一直不变,选项C不符合题意;
D.CO2生成表示正反应,H-H键断裂表示逆反应,1mol CO2生成的同时有4mol H-H键断裂也即正反应速率与逆反应速率相等,说明反应达到平衡,选项D符合题意;
答案选AD。
19.(2020·四川省泸县第四中学高一期中)某实验小组同学进行如下实验,以检验化学反应中的能量变化。
(1)实验中发现,反应后①中的温度升高;②中的温度降低.由此判断铝条与盐酸的反应是______热反应, Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应时,需要将固体研细其目的是________________.反应过程______ (填“①”或“②”)的能量变化可用图表示。
(2)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的是_________(填序号)。
(3)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(a、b为多孔碳棒)其中____(填A或B)处电极入口通甲烷,其电极反应式为_____________________ 。当消耗标况下甲烷33.6L时,假设能量转化率为90%,则导线中转移电子的物质的量为_________mol。
(4)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置.请回答下列问题:
①当电极c为Al、电极d为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,写出该原电池正极的电极反应式为_______________。
②当电极c为Al、电极d为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该原电池的正极为_______;该原电池的负极反应式为_____________________________。
【答案】放 扩大接触面积,提高反应速率 ① ② A CH4﹣8e—+10OH﹣=CO32—+7H2O 10.8 2H++2e—═H2↑ Mg Al+4OH—﹣3e—=AlO2—+2H2O
【详解】
(1)温度升高,说明反应为放热;将固体研细其目的是扩大接触面积,提高反应速率;图示中反应物的总能量高于生成物的总能量,反应为放热反应,反应①为放热反应,故答案为 放;扩大接触面积,提高反应速率;①;
(2)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,可以利用原电池原理,装置②中发生的总反应为Cu与Fe3+反应生成Fe2+,根据氧化还原反应原理知强化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以验证了Fe3+与Cu2+氧化性强弱,故答案为②;
(3)由图所示,电子从A极流出,则A电极入口通甲烷,其电极反应式为:CH4﹣8e—+10OH﹣=CO32—+7H2O;根据电极反应知:n(8e-)=8n(CH4)=,若能量转化率为90%,则导线中转移电子的物质的量为12mol×90%=10.8mol;
(4)①正极氢离子得电子,电极反应式为 2H++2e—═H2↑;
②因为Al和氢氧化钠溶液反应、而Mg不反应,所以负极是铝、Mg作正极;该原电池的负极反应式为: Al+4OH—﹣3e—=AlO2—+2H2O。
20.(2021·新蔡县第一高级中学高一月考)利用淀粉可实现下列转化,请回答下列问题:
(1)糖类为人体提供能量,下列关于糖类的说法正确的是______________(填序号)。
a.葡萄糖分子式可表示为C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子中含6个H2O
b.糖类都有甜味,具有CnH2mOm的通式
c.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
d.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
(2)淀粉在酶的作用下发生反应①,葡萄糖的结构简式为_____。若要证明淀粉完全水解且生成葡萄糖,取少量两份水解液,一份_____(描述实验操作和现象,下同),证明淀粉水解完全;另一份_____,证明生成葡萄糖。
(3)某化学课外活动小组探究反应③并验证产物,设计了甲、乙两套装置(图中的夹持仪器均未画出,“△”表示酒精灯热源),每套装置又可划分为I、Ⅱ、Ⅲ三部分。仪器中盛放的试剂为a﹣无水乙醇(沸点:78℃);b﹣铜丝;c﹣无水硫酸铜,d—为新制氢氧化铜悬浊液(已知乙醛与新制氢氧化铜悬浊液加热有明显现象)。
①对比两种方案,简述甲方案的优点_____。
②集中两种方案的优点,组成一套完善合理的方案,按照气流从左至右的顺序为_____(填写方法如:甲I、乙Ⅱ等)。
③对改进后的方案进行实验,研究表明通入氧气速率与反应体系的温度关系曲线如图所示,鼓气速率过快,反应体系温度反而下降的原因是_____,为解决该问题应采取的操作是_____。
(4)如果用CH3CH218OH实现反应⑤,写出反应方程式_____。
(5)实验室欲从乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物得到乙酸乙酯,分离流程如下:
加入的试剂是_____,无水Na2SO4的作用是_____。
【答案】d CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO或CH2OH(CHOH)4CHO 滴入少量碘水,如果不变蓝 加入新制氢氧化铜悬浊液,加热产生砖红色沉淀 采用水浴加热,受热均匀,易控制温度得到平稳气流 乙I、甲Ⅱ、乙Ⅲ 过量的气体将反应体系中的热量带走 调节分液漏斗活塞,控制双氧水滴加速率 CH3CH218OH+CH3COOH CH3CO18OC2H5+H2O 饱和碳酸钠溶液 吸收水分
【详解】
(1)a.葡萄糖分子式可表示为C6(H2O)6,但葡萄糖分子中不含H2O分子,由C、H、O三种元素组成,故a不选;
b.糖类不一定有甜味,如纤维素,也不一定符合CnH2mOm的通式,如脱氧核糖为C5H10O4,故b不选;
c.麦芽糖水解生成的是葡萄糖,没有果糖,故c不选;
d.淀粉和纤维素相对分子质量大于1万,淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物,故d选;
故答案为:d;
(2)①淀粉在催化剂作用下水解生成葡萄糖,葡萄糖的结构简式为CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO或CH2OH(CHOH)4CHO。若要证明淀粉完全水解且生成葡萄糖,取少量两份水解液,一份滴入少量碘水,如果不变蓝,证明淀粉水解完全;另一份加入新制氢氧化铜悬浊液,加热产生砖红色沉淀,证明生成葡萄糖。故答案为:CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO或CH2OH(CHOH)4CHO;滴入少量碘水,如果不变蓝;加入新制氢氧化铜悬浊液,加热产生砖红色沉淀;
(3)①甲方案的优点采用水浴加热,受热均匀,易控制温度得到平稳气流。故答案为:采用水浴加热,受热均匀,易控制温度得到平稳气流;
②集中两种方案的优点,乙I对生成的氧气进行干燥,甲Ⅱ水浴加热,受热均匀,乙Ⅲ干燥乙醛,三部分装置组成一套完善合理的方案,按照气流从左至右的顺序为乙I、甲Ⅱ、乙Ⅲ(填写方法如:甲I、乙Ⅱ等)。故答案为:乙I、甲Ⅱ、乙Ⅲ;
③通入氧气速率与反应体系的温度关系曲线可知,鼓气速率过快,反应体系温度反而下降的原因是过量的气体将反应体系中的热量带走,为解决该问题应采取的操作是调节分液漏斗活塞,控制双氧水滴加速率。故答案为:过量的气体将反应体系中的热量带走;调节分液漏斗活塞,控制双氧水滴加速率;
(4)酯化反应的实质为酸脱羟基醇脱氢,如果用CH3CH218OH实现反应⑤,反应方程式CH3CH218OH+CH3COOHCH3CO18OC2H5+H2O。故答案为:CH3CH218OH+CH3COOHCH3CO18OC2H5+H2O;
(5)实验室欲从乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物得到乙酸乙酯,要除乙酸(中和),除乙醇(溶解),使乙酸乙酯顺利析出,加入的试剂是饱和碳酸钠溶液,无水Na2SO4的作用是吸收水分。故答案为:饱和碳酸钠溶液;吸收水分。
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