四川省高一下学期化学期末考前专项练习-非选择题1
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一、填空题
1.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)神舟十四号载人飞船于6月5日顺利发射升空,陈冬等三名航天员进入天和核心舱,中国空间站将于今年底建成。从化学角度回答下列问题:
(1)发射天和核心舱的运载火箭使用了煤油—液氧推进剂,煤油是通过石油_______得到的。另外,通过石油裂解可以得到的化工基本原料有_______(填标号)。
A.汽油 B.甲烷 C. 乙烯 D.苯
(2)空间站利用太阳能电池电解水得到H2和O2实现贮能。该过程将太阳能最终转化为_______能,碱性氢氧燃料电池供电时,H2进入电池的_______极,正极的电极反应式为_______。
(3)空间站建造使用了铝合金。
①工业上铝的冶炼原理用化学方程式表示为_______。
②某铝合金样品中含有元素镁、铜、硅,用以下步骤测定该合金中铝的含量。
滤液B中含铝元素的离子是_______,用含a、b的式子表示样品中铝的质量分数为_______。
2.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)合成氨为化工生产氮肥提供了原料,大大缓解了人类的粮食问题。在一定条件下,将0.2 mol N2和0.6 mol H2在体积为5 L的密闭容器中混合,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。2 min时N2的转化率为20%,则:
(1)2 min内该反应的平均反应速率v(NH3)=_______,下列措施能加快反应速率的是_______。
A.及时分离出氨气 B.升高反应体系温度
C.使用高效催化剂 D.在体系中通入氦气
(2)2 min时,NH3的体积分数为_______。
(3)一段时间后反应达到平衡,密闭容器中混合气体的压强比反应前减少了25%,计算此时容器中NH3的浓度_______ (写出计算过程)。
3.(2022春·四川凉山·高一统考期末)下图为元素周期表的一部分,8种元素的位置如图所示,试回答下列问题:
(1)元素⑧在周期表中的位置是_______,其最高价氧化物的水化物化学式为_______。
(2)元素③④⑤简单离子半径从小到大的顺序为_______(用离子符号表示)。
(3)8种元素中,最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是_______(填化学式,下同),最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是_______,简单氢化物最稳定的是_______。
(4)元素①和④可以按原子个数比1:1形成一种离子化合物M,M的电子式子为_______。M是一种良好的储氢材料,遇水后放出氢气并生成一种碱。写出M与水反应的化学方程式:_______。若NA表示阿伏加德罗常数,则该反应每生成标况下的氢气22.4L,转移电子数目为_______。
二、有机推断题
4.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)分子模型可以帮助同学们认识有机物的微观结构,几种烃的分子模型如下图。回答下列问题:
(1)A的分子式为_______;C的名称为_______,写出C的同分异构体的结构简式:_______。
(2)以上分子模型中属于比例模型的是_______;等物质的量的B、D、E完全燃烧时,消耗氧气的质量从大到小依次排列为_______(均填序号)。
(3)D是石油化工的重要产品,用其制备Z的转化关系如下图所示:
①D→X反应的化学方程式为_______;
②X+Y→Z 的反应类型为_______,Z的结构简式为_______。
(4)M是E的同系物,分子量比E大28,M可能的结构有_______种。
5.(2022春·四川眉山·高一统考期末)有机化合物不仅数量多,而且分布广,与生产、生活密切相关。乳酸在生命化学中起重要作用,也是重要的化工原料,因此成为近年来的研究热点,如图是获得乳酸的两种方法。
(1)乳酸中含有的官能团名称为_______。
(2)淀粉完全水解最终得到D,D的名称是_______ , 其结构简式为_______。
(3)B→C的反应化学方程式是_______。
(4)两分子乳酸在一定条件下通过酯化反应可生成一分子六元环酯(C6H8O4)和两分子水,该环酯的结构简式是_______。
(5)B可以被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液直接氧化为有机物E,B与E可在浓硫酸催化作用下反应,化学方程式为_______ , 已知实验中30g E与足量B反应后生成33 g该酯,则该酯的产率为_______。
6.(2022春·四川广安·高一统考期末)以纤维素为原料合成化合物G的流程如图所示:
(1)D中含有的官能团名称为:_______。
(2)C的化学名称为:_______。
(3)下列说法不正确的是:_______。
a.乙醇与物质D互为同系物 b.反应④属于取代反应
c.属于醇的同分异构体有4种 d.乙烯分子中所有原子共平面
e.葡萄糖与果糖互为同分异构体 f.聚乙烯为纯净物
(4)请写出反应③和④的化学方程式:③_______;④_______。
三、实验题
7.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)家用甜味剂白糖和红糖的主要成分是蔗糖,某化学兴趣小组设计了如下装置探究浓硫酸和蔗糖反应的产物。
回答下列问题:
(1)A装置中可以观察到的实验现象为_______。
(2)B装置中品红溶液褪色,证明A中反应有_______生成。A、B中的实验现象体现了浓硫酸的哪些性质?_______。
(3)C装置中发生反应的离子方程式为_______。
(4)D装置中澄清石灰水变浑浊,说明A中反应产生了_______,若要证明该实验中产生了水蒸气,应将装置E接在_______之间(选填“A、B”“B、C”或“C、D”)。
8.(2022春·四川眉山·高一统考期末)乙烯是一种重要的化工原料,工业上可用石蜡油制得,某实验小组用下列装置模拟该工业过程制备乙烯,并探究它的化学性质。
(1)加入药品之前的操作为_______。
(2)B装置中发生反应的方程式为_______ , 产物的名称是_______。
(3)C装置中的现象是_______ ,D 中的离子方程式为_______。
(4)通过上述实验探究可知,检验鉴别甲烷和乙烯的方法可以是_______ (填字母,下同);除去甲烷中乙烯的方法是_______。
A.将气体通过装酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 B.将气体通入氢氧化钠溶液中
C.将气体通入水中 D.将气体通过装溴水的洗气瓶
(5)乙烯相互加成可以制得日常生活使用的高分子塑料,写出其反应的化学方程式_______。
9.(2022春·四川凉山·高一统考期末)实验题
Ⅰ.工业上乙醚可用于制造无烟火药。实验室合成乙醚的原理如下:
主反应
副反应
实验制备乙醚装置如图所示(夹持装置和加热装置略)
无水乙醚微溶于水
熔点-116.2℃
沸点34.5℃
空气中遇热易爆炸
(1)仪器a的名称是_______。该装置中有一处仪器使用错误,改正的方法是_______。
(2)加热后发现仪器a中没有添加碎瓷片,处理方法是_______。实验时将尾接管支管接室外的目的是_______。
Ⅱ.氯苯()是重要的有机化工产品。实验室制取氯苯的装置如图所示(加热和固定仪器的装置略去)。回答下列问题:
(3)仪器a中和浓盐酸发生反应的离子方程式为:_______。制取氯苯的化学方程式为:_______。
(4)装置b的作用是_______,把氯气通入反应器c中,加热维持反应温度,对c加热的方法是_______。
(5)装置c中的反应完成后,工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥。碱洗之前要水洗,其目的是_______。经过上述分离操作后,粗溴苯中还含有杂质,则进一步提纯的操作方法是_______。
10.(2022春·四川广安·高一统考期末)人类的农业生产离不开氯肥,几乎所有的氨肥都以氨为原料生产,某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质
(1)该实验中A装置制备的化学方程式_______,装置D的作用:_______。
(2)甲同学认为该实验装置不严谨,应在装置D后再连接一个装有固体的球形干燥管,其目的是:_______。
(3)实验开始时,先点燃装置_______(填“A”或“C”)的酒精灯,一段时间后再点燃另一装置酒精灯。
(4)实验结束发现:C中粉末完全变红,D中无水硫酸铜变蓝,还产生一种单质气体。为进一步确定红色固体物质,参阅资料:Cu、均为红色固体,其中能溶于氨水,生成无色溶液,在空气中立即氧化成蓝色,而Cu不与氨水反应。
乙同学提出假设:①红色固体为Cu单质;
②红色固体为;
③_______
设计实验操作:i.取反应后的红色固体物质于洁净试管中
ii.向其中滴加足量氨水,并充分振荡
iii.观察到溶液变为蓝色,固体有剩余
丙同学为验证乙同学的假设,取CuO固体4.0g重复上述加热实验,反应后装置C中得红色固体3.52g。
请结合上述信息,写出与CuO反应的化学方程式:_______。
(5)已知,将通入溶液中,无明显现象。如图,若将上述实验生成的与同时通入溶液中,产生白色沉淀:若向a处分别通入_______(填下列气体编号),在E中也能产生白色沉淀,其白色沉淀为_______。
A. B. C. D.
四、工业流程题
11.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)钛(Ti)的性质稳定,有良好的耐高温、抗酸碱、高强度等特性,其合金应用于航天飞机。工业上常用钛铁矿(主要含FeTiO3和少量SiO2、Fe2O3等)冶炼获得金属钛,同时得到副产品FeSO4·7H2O晶体。其工艺流程如下图所示:
已知:Ti(SO4)2+3H2OH2TiO3↓+2H2SO4,Ti在高温下易被氧气氧化。
回答下列问题:
(1)酸浸时为了提高浸取率,可采用的措施有_______(任写两点即可)。
(2)滤渣A为_______,滤液A中加入铁粉的目的是_______。
(3)操作Ⅰ为_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
(4)实验室用FeSO4·7H2O晶体配制一定物质的量浓度的硫酸亚铁溶液,需要用到的玻璃仪器有_______、_______、烧杯和玻璃棒。
(5)反应②生成TiCl4和一种可燃性气体,其化学方程式为_______。
(6)反应③须在隔绝空气的条件下进行的原因是_______。
12.(2022春·四川眉山·高一统考期末)根据流程回答问题:
Ⅰ.从海带(含KI)中提取碘, 某研究性学习小组设计了以下流程:
(1)步骤①中灼烧海带是在_______ ( 填仪器名称)中进行。
(2)步骤③、⑤的实验操作分别为_______、_______。
(3)反应④的离子方程式为_______。
Ⅱ.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,Al2O3的含量为a%,其中含有Fe2O3 杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下(所加试剂均过量):
(4)试剂b是_______(填化学式)。
(5)反应①的离子方程式为_______。
(6)过程④的化学方程式为_______。
(7)工业上生产1 t Al,在生产过程中Al的损失率为b%,理论上需投入铝土矿_______(列出计算表达式即可)。
13.(2022春·四川凉山·高一统考期末)从海水中可以获得淡水、食盐,并可提取镁和溴等物质,其中一种工业生产流程如下:
回答下列问题:
(1)写出一种海水淡化的方法:_______。操作A的名称是_______。
(2)吸收塔中低浓度与反应的离子方程式是_______。要从高浓度中获取纯溴还需进行萃取等后续操作,下列可以作为后续萃取操作萃取剂的是_______。
a.苯 b. c.裂化汽油 d.植物油
(3)反应①生成的离子方程式是_______。工业生产中选用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_______。从母液中提取镁的过程中,镁元素经历了的过程,目的是_______。
(4)若要验证所得无水中是否含有NaCl,可采用的方法是_______。
14.(2022春·四川广安·高一统考期末)海洋水资源的利用和海水化学资源的利用具有非常广阔的前景:
(1)海水得淡水的主要方法有:_______、电渗析法、离子交换法。
(2)粗盐中常常含有、及一些硫酸盐,提纯过程中,加入试剂的顺序及操作正确的是_______
A.—NaOH——盐酸—过滤—蒸发
B.NaOH———盐酸—过滤—蒸发
C.—NaOH——过滤—盐酸—蒸发
(3)请写出反应④的化学方程式:_______。
(4)由混合物Ⅰ→混合物Ⅱ的过程是为了_______。
(5)写出、与含的混合气体反应的离子方程式:_______。
其实,工业上还可以用纯碱溶液吸收过程②吹出来的溴蒸汽:
已知:过程⑤的反应方程式为:
过程⑥的反应方程式为:
(6)从混合物Ⅰ→混合物Ⅱ,每生成0.6mol时,整个过程转移电子数目为_______。
五、元素或物质推断题
15.(2022春·四川眉山·高一统考期末)A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大,A原子的最外层上有4个电子;B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,生成一种淡黄色的固体X,X可用于呼吸面具中作为氧气的来源;D的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和;C与E两元素单质反应生成Y。
(1)C在周期表中的位置是_______ , 离子半径大小B_______C(填“>”“<”或“=”)。
(2)写出X的电子式_______含有的化学键为_______。
(3)写出A、B两元素形成的化合物AB2与X反应的化学方程式,并用双线桥法表示电子转移方向和数目_______。
(4)Y属于_______(填“离子”或“共价”)化合物,用电子式表示其形成过程_______。
(5)A的单质与D的最高价氧化物对应的水化物(浓溶液)反应的化学方程式为_______。
16.(2022春·四川广安·高一统考期末)X、Y、Z、W、R、E为六种短周期元素。X是短周期中半径最小的元素;Y与Z同主族:Z原子最外层电子数是核外电子层数的2倍,且常见两种氧化物均为酸性氧化物;R的单质常用于漂白工业;W是短周期元素中金属性最强的元素,E遇Z的最高价氧化物对应水化物的冷浓溶液发生钝化。回答下列问题:
(1)R在周期表中的位置是_______;写出化合物XRY的电子式:_______。
(2)W、Y两元素所形成的原子个数为1:1的化合物所含化学键类型是_______,用电子式表示的形成过程:_______。
(3)比较Z、R对应氢化物稳定性:_______(用化学式和“>”表示)。
(4)下列事实能证明E比W金属性弱的这一结论的是_______(填序号)。
a.E的熔点高于W
b.常温下,W与水剧烈反应而E不能
c.最高价氧化物对应的水化物碱性:
d.最外层电子数:E>W
(5)元素W的单质在一定条件下,能与X单质化合生成一种化合物WX,熔点为800℃,WX能与水反应放氢气,若将1molWX和1molE单质混合加入足量的水,充分反应后成气体的体积是_______(标准状况下)。
六、原理综合题
17.(2022春·四川凉山·高一统考期末)近些年,关于如何减少二氧化碳排放量,实现碳中和,碳达峰环境保护目标,成为了世界各国关注的重点。我国科学已经实现用二氧化碳来制造淀粉、甲酸、甲醇等。用生产甲醇,一定条件下发生反应:
(1)在一保持体积不变的密闭容器中,下列方法能加快上述化学反应速率的是_______。
a.升高温度 b.充入He c.加入催化剂 d.及时分离甲醇
(2)在温度、容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是_______。
a.
b.
c.每有键断裂的同时有键断裂
d.容器中混合气体的密度保持不变
e.容器内气体压强保持不变
(3)保持温度不变,在体积恒为2L的密闭容器中,充入和,经过10min反应达到平衡,此时容器内的压强为开始时的0.6倍。从反应开始到10min末,用浓度变化表示的该反应的平均反应速率_______;反应达到平衡状态时的转化率为_______。
(4)某种利用甲醇和空气设计的燃料电池的结构示意图如下。
放电时甲醇应从_______处通入(填“a”或“b”),写出负极的电极反应式:_______。
18.(2022春·四川广安·高一统考期末)Ⅰ.已知断裂几种化学键要吸收的能量如下:
化学键
H-H
H-I
I-I
断裂1mol键吸收的能量/kJ
436.0
298.7
152.7
(1)1molHI(g)分解得、时,_______(填“吸收”或“放出”)约_______kJ热量。
Ⅱ.某密闭恒压容器中,某气相化学反应在4种不同条件下进行,、起始浓度为0,反应物HI的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号
时间浓度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
1.0
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
1.2
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(2)在实验1,反应在10至40分钟时间内,的平均反应速率为_______。
(3)设实验1的反应速率为v1,实验2的反应速率为v2,则v2_______ v1 (“>”“=”“<”),并推测实验2隐含的条件可能是_______,并计算实验2,反应在0至20分钟内,反应物HI转化率为_______。
(4)结合上述4种不同条件的数据,最终颜色最深的实验是:_______(填实验序号)。
(5)下列叙述能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是_______。
A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B.混合气体颜色不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1mol,同时生成1mol
D.混合气体的密度不随时间的变化而变化
E.混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化
F.
Ⅲ.燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图为燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
(6)该电池放电时a极的电极反应为:_______。
参考答案:
1.(1) 蒸馏或分馏 BC
(2) 化学 负 O2+4e-+2H2O=4OH-
(3) 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ AlO ×100% 或×100%
【解析】(1)
煤油是通过石油中各成分的沸点不同,进行蒸馏或分馏得到的。石油的裂解可以获得更多的气态烃作为工业原料,故通过石油裂解可以得到的化工基本原料有甲烷、乙烯,故选BC;
(2)
利用太阳能电池电解水得到H2和O2实现贮能,该过程将太阳能最终转化为化学能;碱性氢氧燃料电池供电时,H2发生氧化反应,进入电池的负极,正极的电极反应式为氧气得到电子发生还原反应,O2+4e-+2H2O=4OH-;
(3)
①工业上铝的冶炼是电解熔融氧化铝生成铝和氧气:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
②铝合金样品加入过量盐酸,硅、铜不反应,镁、铝转化为盐溶液,加入过量氢氧化钠除去镁,铝转化为偏铝酸钠,通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,煅烧得到氧化铝;
由分析可知:滤液B中含铝元素的离子是AlO;固体bg为氧化铝,由质量守恒可知,样品中铝的质量分数为×100% =×100%。
2.(1) 0.008 mol /(L·min) BC
(2)11.1%(或)
(3)0.04 mol/L
【解析】(1)
由题意可得三段式,2 min内该反应的平均反应速率v(NH3)= ;
A.及时分离出氨气,会减小氨气的浓度,降低反应速率,故A不符合题意;
B.升高反应体系温度,会加快反应速率,故B符合题意;
C.使用高效催化剂,会降低反应的活化能,加快反应速率,故C符合题意;
D.在体系中通入氦气,不会改变反应物和生成物的浓度,对反应速率无影响,故D不符合题意;
故答案为:0.008 mol /(L·min);BC;
(2)
由(1)的三段式可知,2 min时,NH3的体积分数为或,故答案为:11.1%(或);
(3)
设平衡时转化的氮气的物质的量为x,则,结合一段时间后反应达到平衡,密闭容器中混合气体的压强比反应前减少了25%,,可得,解得x=0.1,氨气的物质的量为0.2mol,此时容器中NH3的浓度为,故答案为:0.04 mol/L。
3.(1) 第四周期ⅣA族
(2)
(3) KOH HF
(4) NA
【分析】根据元素在周期表中的位置,①是H元素;②是O元素;③是F元素;④是Na元素;⑤是Al元素;⑥是Cl元素;⑦是K元素;⑧是Se元素。
【详解】(1)⑧是Se元素,在周期表中的位置是第四周期ⅣA族,最高价为+6,其最高价氧化物的水化物化学式为。
(2)电子层数相同,质子数越多半径越小,元素③④⑤简单离子半径从小到大的顺序为。
(3)8种元素中,K的金属性最强,最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是KOH;最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是,F的非金属性最强,简单氢化物最稳定的是HF。
(4)H和Na可以按原子个数比1:1形成离子化合物NaH,NaH的电子式子为。NaH是一种良好的储氢材料,遇水后生成氢气和氢氧化钠,反应的化学方程式。若NA表示阿伏加德罗常数,则该反应每生成标况下的氢气22.4L,转移电子数目为。
4.(1) C2H6 丁烷(或正丁烷) CH3CH(CH3)CH3
(2) DE EBD
(3) CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 酯化反应(或取代反应) CH3COOC2H5
(4)4
【分析】D是石油化工的重要产品,D为乙烯,乙烯与水加成生成X乙醇,X氧化为Y乙酸,X与Y发生酯化反应生成Z乙酸乙酯,据此分析解题。
(1)
根据球棍模型可知,A的分子式为C2H6;C的分子式为:C4H10,名称为丁烷(或正丁烷),C的同分异构体的结构简式:CH3CH(CH3)CH3;
(2)
以上分子模型中属于比例模型的是DE,ABC为球棍模型;等物质的量的B、D、E完全燃烧时,也就是说相同质量的碳和氢,氢消耗的氧气多,所以当烃的质量固定的时候,氢的质量分数越高耗氧量也就越大,消耗氧气的质量从大到小依次排列为EBD;
(3)
①据分析可知,D→X反应的化学方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
②据分析可知,X+Y→Z 的反应类型为酯化反应(或取代反应),Z的结构简式为CH3COOC2H5;
(4)
M是E的同系物,E为苯,分子量比E大28,则多出的基团为-C2H4,M可能的结构有4种分别为邻二甲苯,间二甲苯,对二甲苯,乙苯:
5.(1)羧基、羟基
(2) 葡萄糖 HOCH2(CHOH)4CHO
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(4)
(5) CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O 75%
【分析】乙烯与水发生加成反应生成B为乙醇,乙醇发生催化氧化生成C为乙醛,D在酒化酶的作用下转化为乙醇、在体内无氧呼吸转化为乳酸,而淀粉在催化剂的作用下转化为D,D为葡萄糖。
(1)
由乳酸的结构简式可知,含有的官能团为羧基、羟基。
(2)
由分析可知,D为葡萄糖,其结构简式为:HOCH2(CHOH)4CHO。
(3)
B→C是乙醇发生催化氧化生成乙醛,反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(4)
两分子乳酸在一定条件下通过酯化反应可生成一分子六元环酯(C6H8O4)和两分子水,结合乳酸的结构简式可知,该环酯的结构简式为:。
(5)
B为CH3CH2OH,可以被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液直接氧化为有机物E,E为CH3COOH,乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下反应生成乙酸乙酯,反应的化学方程式为:CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,30g乙酸完全反应生成乙酸乙酯的质量为30g=44g,实际生成乙酸乙酯的质量为33g,则该酯的产率为=75%。
6.(1)羟基
(2)1,2-二氯乙烷
(3)af
(4) 2CH3COOH+HOCH2CH2OH+2H2O
【分析】乙醇催化氧化得到A为乙醛,乙醛继续催化氧化得到B为乙酸,乙烯在催化剂的作用下发生加聚反应生成聚乙烯,乙烯与氯气发生加成反应生成C为ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl在催化剂的作用下与水发生取代反应生成HOCH2CH2OH,HOCH2CH2OH与乙酸在浓硫酸作催化剂并加热的条件下发生酯化反应生成。
(1)
D为HOCH2CH2OH,含有的官能团为羟基。
(2)
由分析可知,C为ClCH2CH2Cl,名称为:1,2-二氯乙烷。
(3)
a.D为HOCH2CH2OH,乙醇含有1个羟基, HOCH2CH2OH含有两个羟基,两者不互为同系物,a错误;
b.反应④为HOCH2CH2OH与乙酸在浓硫酸作催化剂并加热的条件下发生酯化反应生成,属于取代反应,b正确;
c.属于醇的同分异构体有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CCH2OH、(CH3)3COH ,共4种,c正确;
d.乙烯分子为平面形分子,分子中所有原子共平面,d正确;
e.葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6,但两者结构不同,互为同分异构体,e正确;
f.聚乙烯的结构简式为:,聚合度n的数值可以不同,为混合物,f错误;
答案选af。
(4)
反应③为乙烯在催化剂的作用下发生加聚反应生成聚乙烯,反应的化学方程式为:,反应④为HOCH2CH2OH与乙酸在浓硫酸作催化剂并加热的条件下发生酯化反应生成,反应的化学方程式为:2CH3COOH+HOCH2CH2OH+2H2O。
7.(1)蔗糖逐渐变黑,膨胀为体积较大的多孔固体,并产生大量白雾
(2) SO2 脱水性、强氧化性
(3)5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4H+
(4) CO2 AB
【分析】A中浓硫酸与蔗糖反应生成二氧化硫和二氧化碳,B中二氧化硫使品红褪色,C中溶液褪色,澄清石灰水与二氧化碳反应生成白色浑浊,据此分析解题。
(1)
A装置中可以观察到的实验现象为:蔗糖逐渐变黑,膨胀为体积较大的多孔固体,并产生大量白雾;
(2)
B中盛有品红溶液,二氧化硫检验漂白性能够使品红溶液褪色,所以B中褪色证明A中反应有二氧化硫生成,蔗糖变黑说明浓硫酸具有脱水性,生成二氧化硫说明浓硫酸具有强氧化性;
(3)
C装置中发生反应为生成的二氧化硫与高锰酸钾溶液反应,离子方程式为:5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4H+;
(4)
澄清石灰水变浑浊为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,说明A中生成了二氧化碳,证明有水蒸气生成E在A、B之间,要是放在后边可能会受溶液中的水分影响。
8.(1)检查装置气密性
(2) CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 1,2-二溴乙烷
(3) 酸性高锰酸钾溶液褪色 CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O
(4) AD D
(5)n CH2=CH2
【分析】装置A中对浸透了石蜡油的石棉加热,产生的乙烯通到B中与溴发生加成反应使溴水褪色,乙烯能被C中的酸性高锰酸钾溶液氧化使酸性高锰酸钾溶液褪色,同时产生二氧化碳,产生的二氧化碳能被D中澄清石灰水吸收,乙烯不溶于水,装置E用于收集乙烯。
【详解】(1)该实验有气体参与反应,因此加入药品之前,应先检查装置气密性。
(2)B中乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,反应的化学方程式为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br。
(3)乙烯中含碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此C装置中的现象是:酸性高锰酸钾溶液褪色,两者反应生成了二氧化碳,二氧化碳能与D中澄清石灰水反应,反应的离子方程式为:CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O。
(4)A.甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烯能酸性高锰酸钾溶液褪色,因此将气体通过装酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶,可以鉴别甲烷和乙烯,但不能除去甲烷中的乙烯,因为乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应会生成二氧化碳;
B.甲烷和乙烯均不能与氢氧化钠溶液反应,将气体通入氢氧化钠溶液中,既不能鉴别甲烷和乙烯,也不能除去甲烷中的乙烯;
C.甲烷和乙烯均不溶于水,也不与水反应,将气体通入水中,既不能鉴别甲烷和乙烯,也不能除去甲烷中的乙烯;
D.甲烷不与溴水反应,不能使溴水褪色,乙烯能与溴发生加成反应使溴水褪色,将气体通过装溴水的洗气瓶,既能鉴别甲烷和乙烯,也能除去甲烷中的乙烯;
因此鉴别甲烷和乙烯的方法可以是:AD,除去甲烷中乙烯的方法是:D。
(5)乙烯中含碳碳双键,能发生加聚反应生成聚乙烯,反应的化学方程式为:n CH2=CH2 。
9.(1) 三颈烧瓶 将球形冷凝管替换为直形冷凝管
(2) 停止加热,待装置冷却后补加 防止乙醚遇到明火爆炸
(3) +Cl2+HCl
(4) 冷凝回流 水浴加热
(5) 洗去等无机物,节省碱的用量,降低成本 蒸馏
【解析】(1)根据装置图,仪器a的名称是三颈烧瓶。蒸馏应该用直形冷凝管,改正的方法是将球形冷凝管替换为直形冷凝管;
(2)加热后发现仪器a中没有添加碎瓷片,处理方法是停止加热,待装置冷却后补加。乙醚空气中遇热易爆炸,为防止乙醚遇到明火爆炸,实验时将尾接管支管接室外。
(3)仪器a中和浓盐酸在常温下反应生成氯化钾、氯化锰、氯气、水,发生反应的离子方程式为。苯和氯气在FeCl3的催化作用下生成氯苯和氯化氢,反应的化学方程式为+Cl2+HCl。
(4)装置b是球形冷凝管,作用是冷凝回流,把氯气通入反应器c中,加热维持反应温度,为便于控制温度,对c加热的方法是水浴加热。
(5)碱洗之前要水洗,洗去等无机物,节省碱的用量,降低成本。经过上述分离操作后,粗溴苯中还含有杂质苯,苯和氯苯的沸点不同,进一步提纯的操作方法是蒸馏。
10.(1) 检查是否有水生成
(2)防止空气中的水分进入装置D干扰实验
(3)A
(4) 红色固体为Cu、
(5) BD
【分析】A装置制备氨气,B中碱石灰干燥氨气,C中氨气与氧化铜发生氧化还原反应,D中无水硫酸铜可以检查是否有水的生成。
(1)
实验室利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制备氨气,化学方程式为:; D中无水硫酸铜的作用是:检查是否有水生成;
(2)
在装置D后再连接一个装有固体的球形干燥管,可以防止空气中的水分进入装置D,故其目的是:防止空气中的水分进入装置D干扰实验;
(3)
实验开始时先点燃装置A的酒精灯,利用生成的氨气将装置中的空气排干净,后点燃C装置的酒精灯,让氨气和氧化铜反应,故选A;
(4)
根据提出的前两个猜想,可提出猜想③:红色固体为Cu、;4.0g CuO的物质的量为0.05mol,若完全转化为铜,根据元素守恒,铜的物质的量为0.05mol,质量为3.2g;若全部转化为Cu2O,则Cu2O的物质的量为0.025mol,质量为3.6g,而得到的固体的质量为3.52g,故红色固体为Cu和Cu2O,设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol和ymol,则x+2y=0.05,64x+144y=3.52g,解得x=0.01,y=0.02,故方程式中CuO:Cu:Cu2O=5:1:2,故化学方程式为:;
(5)
二氧化碳和二氧化硫均不能使氯化钡溶液产生沉淀,二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸能将二氧化硫氧化为硫酸,与氯化钡溶液能产生硫酸钡沉淀;氯气能与二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化氢和硫酸,能与氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀,故选BD;白色沉淀为。
11.(1)粉碎、搅拌、升温、适当提高硫酸浓度、延长浸取时间
(2) SiO2 将Fe3+还原为Fe2+
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶
(4) 容量瓶 胶头滴管
(5)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(6)避免高温下Ti、Mg与氧气反应(或防止Ti、Mg被氧化)
【分析】钛铁矿经酸浸后,FeTiO3、Fe2O3溶解,滤渣A为不溶于酸的SiO2;加入铁粉还原Fe3+,发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,再经蒸发浓缩、冷却结晶可得FeSO4·7H2O晶体,Fe2+易被氧化,过程要隔绝空气;根据已知条件,滤液B中Ti(SO4)2经加热转化为H2TiO3;H2TiO3脱水变为TiO2;TiO2与C、Cl2反应生成TiCl4;再经Mg还原得Ti;
(1)
提高浸取率可采用的措施有:粉碎、搅拌、升温、适当提高硫酸浓度、延长浸取时间;
(2)
滤渣A为SiO2;滤液A中加入铁粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+;
(3)
操作Ⅰ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)
配制一定物质的量浓度的硫酸亚铁溶液,需要用到的玻璃仪器有容量瓶、胶头滴管、烧杯和玻璃棒;
(5)
根据元素分析,可燃性气体应为CO,其化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
(6)
反应③条件为高温,须在隔绝空气的原因是避免高温下Ti、Mg与氧气反应(或防止Ti、Mg被氧化)。
12.(1)坩埚
(2) 过滤 萃取
(3)H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2
(4)CO2
(5)Al2O3+2OH- =2AlO+H2O
(6)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
(7)
【分析】海带在坩埚中灼烧后得到海带灰,加水浸泡得到海带灰悬浊液,过滤后得到含有碘离子的溶液,加入过氧化氢和稀硫酸氧化生成碘单质得到含碘水溶液,加入苯进行萃取得到含碘苯溶液,再蒸馏得到碘单质。
铝土矿中含有氧化铁杂质,加入氢氧化钠溶液,氧化铝溶解,氧化铁不溶解,向含偏铝酸钠的溶液通入过量的二氧化碳,得到氢氧化铝,氢氧化铝受热分解生成氧化铝,电解熔融氧化铝得到金属铝。
(1)
灼烧固体要在坩埚中进行。
(2)
由分析可知,步骤③为过滤,步骤⑤为萃取,步骤⑥为蒸馏。
(3)
反应④是过氧化氢在酸性条件下氧化碘离子生成碘单质,离子方程式为:H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2。
(4)
由分析可知,试剂b为CO2。
(5)
反应①为氧化铝和氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为:Al2O3+2OH-=2AlO+H2O。
(6)
反应④为电解熔融氧化铝生成铝和氧气,反应的化学方程式为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
(7)
根据铝原子守恒,2Al~ Al2O3,Al2O3的含量为a%,工业上生产1t Al,在生产过程中Al的损失率为b %,理论上需投入铝土矿xt,有=,解得:x=。
13.(1) 蒸馏法、电渗析法、离子交换法(写一种即可) 过滤
(2) ab
(3) 石灰乳原料丰富,成本低 富集镁
(4)进行焰色试验
【分析】海水淡化得到淡水;海水蒸发结晶、过滤得粗盐和母液,母液加入石灰乳生成氢氧化镁沉淀,过滤出氢氧化镁,用盐酸溶解氢氧化镁得氯化镁溶液;混合液中通入氯气把Br-氧化为Br2,鼓入热空气使溴挥发出来,用二氧化硫硝酸溴蒸气得到硫酸和氢溴酸的混合液,使溴元素富集,再通入氯气把Br-氧化为Br2。
(1)
海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法;操作A是氢氧化镁固体和混合液分离,方法是过滤;
(2)
吸收塔中低浓度与反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式是。溴难溶于苯、,且溴和苯、不反应;裂化汽油、植物油含有碳碳双键,裂化汽油、植物油能与溴发生加成反应,要从高浓度中获取纯溴,苯、可以作为萃取操作萃取剂,选ab。
(3)
反应①氯化镁和石灰乳反应生成和氯化钙,反应的离子方程式是。工业生产中选用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是石灰乳原料丰富,成本低。从母液中提取镁的过程中,镁元素经历了的过程,目的是富集镁。
(4)
钠离子焰色反应为黄色火焰,若要验证所得无水中是否含有NaCl,可采用的方法是进行焰色试验。
14.(1)蒸馏法
(2)C
(3)
(4)富集溴单质,增大溴单质浓度
(5)
(6)2NA
【分析】海水淡化分离出淡水、母液1和粗盐,母液1中加入氢氧化钙,经过滤得到氢氧化镁和母液2,氢氧化镁与盐酸反应并浓缩后得到MgCl2·6H2O,脱水得到MgCl2,MgCl2再电解得到金属镁;母液2中通入氯气得到含溴的混合物I,通入空气和水蒸气得到含溴的混合气体,再与二氧化硫和水反应生成氢碘酸,向氢碘酸中通入氯气得到溴的混合物II;粗盐经过加BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸→蒸发或加NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸→蒸发或加BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤→盐酸→蒸发得到精盐,再电解氯化钠溶液或电解熔融氯化钠得到氯气。
(1)从海水中获得淡水的主要方法有:电渗析法、离子交换法和蒸馏法。
(2)由分析可知,粗盐提纯获得精盐加入试剂的顺序及操作为:加BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸→蒸发或加NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸→蒸发或加BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤→盐酸→蒸发,答案选C。
(3)反应④为电解熔融氯化镁得到镁和氯气,反应的化学方程式为:。
(4)从溴的混合物I得到含溴的气体后,又用二氧化硫吸收得到氢碘酸,然后用氯气氧化氢碘酸得到溴的混合物II的目的是:富集溴单质,增大溴单质浓度。
(5)二氧化硫有还原性,溴单质有氧化性,二氧化硫与溴、水反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为:。
(6)由过程⑤的反应方程式可知,消耗3molBr2转移5mol电子,由过程⑥的反应方程式可知,生成3molBr2转移5mol电子,因此从混合物Ⅰ→混合物Ⅱ,每生成3mol时,整个过程转移10mol电子,则每生成0.6mol时,整个过程转移2mol电子,转移电子数为2NA。
15.(1) 第3周期第ⅠA族 >
(2) 离子键、共价键
(3)
(4) 离子
(5)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
【分析】A原子的最外层上有4个电子,则A为6元素碳;淡黄色的固体X为Na2O2,B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,则B为O元素,C为Na元素;D的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和,则D为S元素,E为Cl元素;C与E两元素单质反应生成Y,则Y为NaCl。从而得出A、B、C、D、E、X、Y分别为C、O、Na、S、Cl、Na2O2、NaCl。
(1)
C为11号元素Na,在周期表中的位置是第3周期第ⅠA族,B、C分别为O、Na,O的核电荷数小于Na,则离子半径大小O2->Na+。答案为:第3周期第ⅠA族;>;
(2)
X为Na2O2,由Na+和构成,电子式为,含有的化学键为离子键、共价键。答案为:;离子键、共价键;
(3)
A、B分别为C、O元素,两元素形成的化合物AB2(CO2)与X(Na2O2)反应的化学方程式(用双线桥法表示电子转移方向和数目)为。答案为:;
(4)
Y为NaCl,属于离子化合物,用电子式表示其形成过程为。答案为:离子;;
(5)
A的单质为碳,D的最高价氧化物对应的水化物(浓溶液)为浓硫酸,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。答案为:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
【点睛】C与稀硫酸即便在加热条件下,也不能发生化学反应。
16.(1) 第三周期第ⅦA族
(2) 离子键、非极性共价键
(3)
(4)bc
(5)56L
【分析】X、Y、Z、W、R、E为六种短周期元素,X是短周期中半径最小的元素,X为H;Z原子最外层电子数是核外电子层数的2倍,且常见两种氧化物均为酸性氧化物,Z为S;Y与Z同主族,Y为O;R的单质常用于漂白工业,R为Cl;W是短周期元素中金属性最强的元素,W为Na;E遇Z的最高价氧化物对应水化物的冷浓溶液发生钝化,E为Al。
(1)由分析可知,R为Cl,位于元素周期表的第三周期第ⅦA族;X为H、R为Cl、Y为O,XRY为HClO,其电子式为: 。
(2)W为Na,Y为O,两者形成的原子个数为1:1的化合物为Na2O2,含有离子键和氧氧非极性共价键;W2Z为Na2S,为离子化合物,用电子式表示其形成过程为: 。
(3)元素非金属性越强,其对应氢化物越稳定,Cl的非金属性比S强,则稳定性:。
(4)a.熔点不能作为比较金属性强弱的依据,因此E的熔点高于W不能说明E比W金属性弱,a错误;b.元素金属性越强,与水反应越剧烈,常温下,W与水剧烈反应而E不能,说明钠的金属;性比铝强,即E比W金属性弱,b正确;c.元素金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物碱性越强,最高价氧化物对应的水化物碱性:,说明钠的金属性比铝强,即E比W金属性弱,c正确;d.最外层电子数的多少不能作为比较金属性强弱的依据,因此最外层电子数:E>W不能说明E比W金属性弱,d错误;答案选bc。
(5)Na与H2在一定条件下化合生成NaH,NaH与水反应生成氢气和氢氧化钠,反应的化学方程式为:NaH+H2O=NaOH+H2↑,1molNaH与足量水反应生成1mol NaOH和1mol H2,Al与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,1molAl与1mol NaOH反应生成1.5molH2,生成氢气的总物质的量为1mol+1.5mol=2.5mol,标准状况下其体积为2.5mol22.4L/mol=56L。
17.(1)ac
(2)ce
(3) 80%
(4) b
【解析】(1)a.升高温度,反应速率加快,故选a; B.充入He,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选b; C.加入催化剂,能加快反应速率,故选c; D.及时分离甲醇,反应物浓度降低,反应速率减慢,故不选d;选ac;
(2)a.反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,反应没有达到平衡状态,故不选a;B.反应达到平衡状态,各物质浓度保持不变,,浓度不一定不再改变,所以反应不一定平衡故,故不选b;c.每有键断裂的同时有键断裂,正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,故选c;d .反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,容器中混合气体的密度保持不变,反应不一定平衡,故不选d;e .反应前后气体系数和不同,压强是变量,容器内气体压强保持不变,反应一定达到平衡状态,故选e;选ce。
(3)保持温度不变,在体积恒为2L的密闭容器中,充入和,经过10min反应达到平衡,此时容器内的压强为开始时的0.6倍。 ,x=0.4;从反应开始到10min末,用浓度变化表示的该反应的平均反应速率;反应达到平衡状态时的转化率为。
(4)电流由a流出,经导线流入b,a是正极、b是负极,放电时甲醇应从b处通入,负极甲醇失电子生成碳酸钾和水,负极的电极反应式。
18.(1) 吸收 4.35
(2)
(3) > 使用了催化剂、压缩体积 50%
(4)4
(5)BC
(6)
【解析】(1)
HI分解制备氢气和碘蒸气的反应为:,反应热为:,故1molHI(g)分解时吸收热量约4.35kJ;
(2)
在实验1,反应在10至40分钟时间内,HI的物质的量浓度变化为0.3mol/L,则氢气的物质的量浓度变化为0.15mol/L,故的平均反应速率为:;
(3)
从表格中看出,达平衡时HI的物质的量浓度相同,实验2达平衡需要的时间短,故v2>v1;达平衡时HI的物质的量浓度相同,但反应时间缩短,故隐含条件为使用了催化剂,该反应前后气体分子数不变,故压缩容器体积也可实现,故隐含条件为:使用了催化剂、压缩体积;HI的物质的量浓度在前20min变化为0.5mol/L,故转化率为:;
(4)
从表格中可以看出4组实验达平衡时I2的物质的量浓度为:0.25mol/L、0.25mol/L、0.30mol/L、0.40mol/L,实验4中碘蒸气浓度最大,颜色最深;
(5)
A. 该反应前后气体分子数不变,混合气体的总物质的量一直不变,故物质的量不随时间的变化而变化不能判断达平衡,A错误;
B. 反应达平衡时,碘蒸气的浓度不变,混合气体颜色不随时间的变化而变化,可以判断达平衡,B正确;
C. 方程式中碘蒸气和氢气的化学计量数相同,单位时间内每消耗1mol为逆反应方向,同时生成1mol为正反应方向,正逆反应速率相同,可以判断达平衡,C正确;
D. 该反应前后气体分子数不变,容器体积一直不变,混合气体的质量不变,故混合气体的密度一直不变,不能判断达平衡,D错误;
E. 该反应前后气体分子数不变,混合气体的总物质的量和总质量不变,混合气体的平均摩尔质量一直不变,不能判断达平衡,E错误;
F. 与平衡状态无任何关系,F错误;
故选BC;
(6)
该燃料电池中电子从a极流出,故a为负极,电解质为碱性溶液,甲醇在负极发生氧化反应生成碳酸根,电极反应式为:。
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