上海市闵行(文绮)中学2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题(等级考)(原卷板+解析版)
展开1.某兴趣小组同学制定如下三个方案对含有NaCl杂质的碳酸氢钠的含量进行测定:
方案一:用如图装置测定样品与足量酸反应生成CO2的体积。
(1)若实验测得样品中小苏打含量低于样品实际含量,可能的原因是 。
A.CO2气体中含有水蒸气
B.测定气体体积时未冷却至室温
C.Y型管中留有反应生成的气体
D.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面
方案二:测定上述样品中碳酸氢钠的质量分数还可通过如图装置进行测定。
(2)写出涉及的化学方程式 。
(3)实际操作中还需要用到 (填仪器名称)。
方案三:通过以下流程测定样品中碳酸氢钠的含量。
(4)操作Ⅰ的名称为 ,根据以上实验过程,含有氯化钠的碳酸氢钠样品中碳酸氢钠的质量分数可表示为: 。(样品为m1g,恒重后固体质量为m2g)
二、氧化还原反应与能量变化
2.氧化还原反应原理在生产生活和科学研究中应用广泛,反应的发生往往伴随着能量的转变。
(1)某同学取10mL0.1ml•L﹣1KI溶液,加入6mL0.1ml•L﹣1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
(已知:3Fe2++2[Fe(CN)6]3﹣═Fe3[Fe(CN)6]2↓蓝色);
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红;
氯化铁溶液呈 色;实验②检验的离子是 (填离子符号);通过3个实验能得出该反应的离子方程式 。
(2)FeCl3溶液在工业上用于蚀刻铜箔电路板。从蚀刻后的废液中可回收铜并使蚀刻液再生,流程如图所示:
①写出FeCl3溶液蚀刻铜箔的反应的离子方程式 。
②从固体中分离出铜,试剂X是什么物质? 。
③若要使滤液再生为蚀刻液,可采用什么办法? 。
人类利用化学反应不仅可以创造新物质,还可以实现不同形式能量之间的转化。
(3)下列反应中,生成物总能量低于反应物总能量的是 。
A.碳酸钙受热分解
B.灼热的碳与二氧化碳反应
C.酒精燃烧
D.煤与高温下的水蒸气反应
(4)为探究反应过程中的能量变化,某小组同学用如下装置进行实验。
①装置Ⅰ中,正极的电极反应式为 。
②关于装置Ⅰ和Ⅱ,下列叙述正确的是 。
A.装置Ⅰ和Ⅱ均为化学能转化为电能
B.Ⅱ中电流从Zn片经导线流向Cu片
C.Ⅰ和Ⅱ中的实验现象一样
D.Ⅰ和Ⅱ中的金属都参与了电极反应
三、化工生产
3.硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。如图是工业制硫酸的生产流程示意图,读图后回答下列小题。
(1)转化是工业制硫酸的重要一步,即SO2和空气的混合物通过转化器反应生成SO3,实际生产中,反应温度选定在475℃左右。
①写出转化器中发生反应的化学方程式是 。
②反应温度选在475℃左右的依据是 。
(2)依据工艺流程图判断下列说法错误的是 。
A.使用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫是为了防止形成酸雾,影响吸收速率
B.热交换器的使用不仅降低能耗,还能提高化工生产效率
C.使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
D.沸腾炉排出的矿渣含铁量高,可直接作为炼铁的原料
(3)下列关于可逆反应的说法中,错误的是 。
A.只要一种反应物足够多,另一种反应物的转化率就能达到100%
B.可逆反应的特点之一就是反应物和生成物共存
C.化学平衡状态就是可逆反应在该条件下所能进行的最大限度
D.可逆反应达到化学平衡的标志之一就是同一物质表示的正逆反应速率相等
(4)下列关于化学反应速率理论和化学平衡理论的说法正确的是 。
A.影响化学反应速率的因素只有浓度、压强、温度和催化剂
B.凡是影响反应速率的因素均能使化学平衡发生移动
C.凡是能使化学平衡发生移动的因素均会影响反应速率
D.加快反应速率有利于平衡正向移动
(5)硫酸工业和合成氨工业的条件中的不同点是 。
A.均使用热交换器
B.均使用催化剂
C.高温
D.高压
(6)下列叙述中不能用平衡移动原理解释的是 。
A.向某浓度的FcCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,再滴入NaOH溶液后红色变浅
B.密闭容器中发生如下反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),拉伸容器混合气颜色变浅
C.工业制硫酸过程中通入过量空气能提高硫酸产率
D.合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气
(7)氯水中加入AgNO3溶液后颜色会变浅。请结合方程式用平衡移动原理加以说明。
(8)我国二氧化硫排放标准限值为100mg•m﹣3。硫酸工业废气(假设含硫化合物均为SO2)可采用雾化的氨水与SO2直接接触吸收生成NH4HSO3。若烟气SO2含量为amg•m﹣3(a>100)试计算每立方米烟气至少需要浓度为bml•L﹣1氨水 L(用含a、b的代数式表示)
四、反应速率与化学平衡移动
4.(1)在2L密闭容器中,800℃时,反应2NO(g)2(g)⇌2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表所示。
①如图中,A点处v正 v逆(选填“>”“<”或“=”)。
②图中表示NO2变化的曲线是 ,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v= 。
③下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 。
A.2v逆(NO2)=v正(O2)
B.v生成(NO2):v消耗(O2)=2:1
C.容器内的密度保持不变
D.容器内压强保持不变
(2)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)(g)达到平衡后,在不同的时间段分别改变反应的一个条件
①反应方程式中的x= 。
②30min时改变的条件是 ,从图240min改变的条件可以判断出该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)
(3)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示:(图中T表示温度,n表示起始时H2物质的量)
①图象中T2和T1的关系是:T2 T1(填“>”“<”“=”或“无法确定”)。
②在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是 (填字母)。
③若容器容积为2L,b点对应的n=0.15ml,测得平衡时H2、N2的转化率均为60%,则平衡时N2的物质的量浓度为 ml•L﹣1。
五、有机题
5.有机化合物不仅与人类的衣、食、住、行密切相关,而且还是揭示生命现象及其规律的钥匙
运用所学知识,回答下列问题。
(1)甲烷是最简单的有机物,在我国的南海、东海海底已发现天然气(含甲烷等)的水合物,外形似冰,被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采 。
A.甲烷是无色、无味,密度比空气小,极难溶于水的气体
B.甲烷不能发生氧化反应
C.点燃甲烷气体时,一定要检验纯度
D.沼气和天然气的主要成分都是甲烷
(2)下列事实能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构的是 。
A.CH3Cl只存在一种结构
B.CH2Cl2只存在一种结构
C.CHCl3只存在一种结构
D.四个C﹣H键完全相同
(3)取一支大试管,用排饱和食盐水的方法收集4体积氯气,再通入l体积甲烷。把装有混合气体的试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽甲,对该实验中现象的分析错误的是 。
A.试管内壁会出现油状液滴,液滴成分是一氯甲烷
B.水槽中会析出白色晶体,晶体成分是氯化钠
C.反应结束后试管内液面会上升,是由于反应后试管内气体压强减小
D.试管中会形成白雾,是由于反应生成的氯化氢气体遇水形成的酸雾
(4)烷烃的主要来源是石油和天然气,是重要的化工原料和能源物资。下列关于烷烃的叙述不正确的是 。
A.烷烃中的碳原子均以共价单键与碳原子或氢原子相连
B.凡是化学式符合通式CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.甲烷、乙烷及丙烷均无同分异构体
D.碳原子数相同的烷烃的同分异构体中,支链越多沸点越高
(5)A的系统命名名称是 。A的一氯代物的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
乙烯是石油化工的重要基本原料。通过一系列化学反应,可以由乙烯得到有机高分子材料、药物等成千上万种有用的物质。如图是一套实验室制取乙烯并验证乙烯具有还原性的实验装置。
(6)圆底烧瓶中的反应为 ,反应类型 。
(7)圆底烧瓶中除了主反应外还会发生副反应,请写出副反应的产物 。
(8)能够说明乙烯具有还原性的现象是 。
(9)实验时烧瓶中液体混合物逐渐变黑,装置甲的作用是 。
(10)能鉴别的同时除去甲烷中混有的乙烯的试剂是 。
A.稀硫酸
B.溴的四氯化碳溶液
C.水
D.酸性高锰酸钾溶液
(11)下列物质不可能是乙烯的加成产物的是 。
A.CH3CH3
B.CH3CH2OH
C.CH3CH2Br
D.CH3CHBr2
(12)乙烯是一种重要的化工原料,下列关于乙烯的说法不正确的是 。
A.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.乙烯是一种植物生长调节剂,可用作水果的催熟剂
C.乙烯属于饱和烃,能发生加成反应
D.乙烯能使高锰酸钾的酸性溶液褪色
(13)下列对于乙烯(CH2═CH2)和聚乙烯的说法错误的是 。
A.乙烯是纯净物,聚乙烯是混合物
B.乙烯的性质与聚乙烯相同
C.乙烯是聚乙烯的原料
D.乙烯可使溴水褪色,聚乙烯则不能
2023-2024学年上海市闵行(文绮)中学高二(上)期中化学试卷(等级考)
参考答案与试题解析
一、综合实验
1.某兴趣小组同学制定如下三个方案对含有NaCl杂质的碳酸氢钠的含量进行测定:
方案一:用如图装置测定样品与足量酸反应生成CO2的体积。
(1)若实验测得样品中小苏打含量低于样品实际含量,可能的原因是 D 。
A.CO2气体中含有水蒸气
B.测定气体体积时未冷却至室温
C.Y型管中留有反应生成的气体
D.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面
方案二:测定上述样品中碳酸氢钠的质量分数还可通过如图装置进行测定。
(2)写出涉及的化学方程式 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 。
(3)实际操作中还需要用到 坩埚钳 (填仪器名称)。
方案三:通过以下流程测定样品中碳酸氢钠的含量。
(4)操作Ⅰ的名称为 冷却、干燥 ,根据以上实验过程,含有氯化钠的碳酸氢钠样品中碳酸氢钠的质量分数可表示为: ×100% 。(样品为m1g,恒重后固体质量为m2g)
【分析】(1)A.CO2气体中含有水蒸气,水蒸气看作二氧化碳,导致二氧化碳体积偏大;
B.测定气体体积时未冷却至室温,气体有热胀冷缩的性质,导致二氧化碳体积偏大;
C.Y型管中留有反应生成的气体,原来Y型管中含有气体,所以测量气体体积不变;
D.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面,导致左侧气体压强增大,二氧化碳气体体积偏小;
(2)利用碳酸氢钠加热易分解的性质来测定;
(3)取用坩埚需要用到坩埚钳;
(4)样品称量后加入水溶解,然后和足量稀盐酸反应,转移至蒸发皿中蒸发结晶得到NaCl固体,冷却至室温后称量固体;根据Na原子守恒得关系式为Na2CO3~2NaCl,结合质量差计算。
【解答】解:(1)A.CO2气体中含有水蒸气,水蒸气看作二氧化碳,则实验测得样品纯碱含量高于样品实际含量;
B.测定气体体积时未冷却至室温,气体有热胀冷缩的性质,则实验测得样品纯碱含量高于样品实际含量;
C.Y型管中留有反应生成的气体,原来Y型管中含有气体,则实验测得样品纯碱含量等于样品实际含量;
D.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面,导致左侧气体压强增大,则实验测得样品纯碱含量低于样品实际含量;
故答案为:D;
(2)涉及的化学方程式为2NaHCO4Na2CO3+H5O+CO2↑,
故答案为:2NaHCO3Na2CO3+H3O+CO2↑;
(3)实际操作中还需要用到坩埚钳,
故答案为:坩埚钳;
(4)样品称量后加入水溶解,然后和足量稀盐酸反应,冷却至室温后称量固体、干燥2CO6~2NaCl,反应前后固体质量差为(m2﹣m7)g,
设碳酸钠实际质量为x,
Na2CO3~6NaCl 二者之差
106 117
x (m2﹣m1)g
106:11=x:(m5﹣m1)g,x=g×100%,
故答案为:冷却、干燥;。
【点评】本题考查实验操作、误差分析及计算能力,明确实验原理、元素化合物性质、流程图中发生的反应是解本题关键,难点是误差分析,题目难度不大。
二、氧化还原反应与能量变化
2.氧化还原反应原理在生产生活和科学研究中应用广泛,反应的发生往往伴随着能量的转变。
(1)某同学取10mL0.1ml•L﹣1KI溶液,加入6mL0.1ml•L﹣1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
(已知:3Fe2++2[Fe(CN)6]3﹣═Fe3[Fe(CN)6]2↓蓝色);
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红;
氯化铁溶液呈 棕黄 色;实验②检验的离子是 Fe2+ (填离子符号);通过3个实验能得出该反应的离子方程式 2Fe3++2I﹣=2Fe2++I2 。
(2)FeCl3溶液在工业上用于蚀刻铜箔电路板。从蚀刻后的废液中可回收铜并使蚀刻液再生,流程如图所示:
①写出FeCl3溶液蚀刻铜箔的反应的离子方程式 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 。
②从固体中分离出铜,试剂X是什么物质? 稀盐酸 。
③若要使滤液再生为蚀刻液,可采用什么办法? 在滤液中通入氯气 。
人类利用化学反应不仅可以创造新物质,还可以实现不同形式能量之间的转化。
(3)下列反应中,生成物总能量低于反应物总能量的是 C 。
A.碳酸钙受热分解
B.灼热的碳与二氧化碳反应
C.酒精燃烧
D.煤与高温下的水蒸气反应
(4)为探究反应过程中的能量变化,某小组同学用如下装置进行实验。
①装置Ⅰ中,正极的电极反应式为 Cu2++2e﹣=Cu 。
②关于装置Ⅰ和Ⅱ,下列叙述正确的是 A 。
A.装置Ⅰ和Ⅱ均为化学能转化为电能
B.Ⅱ中电流从Zn片经导线流向Cu片
C.Ⅰ和Ⅱ中的实验现象一样
D.Ⅰ和Ⅱ中的金属都参与了电极反应
【分析】(1)氯化铁溶液呈棕黄色;亚铁离子遇到铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀;铁离子氧化碘离子为碘单质;
(2)铜箔电路板和蚀刻液发生氧化还原反应生成CuCl2、FeCl2,废液过滤后,滤液中加入过量铁粉,Fe和CuCl2发生置换反应生成FeCl2、Cu,过滤后得到的固体为Cu、Fe,Fe和稀盐酸反应生成FeCl2,则X为稀盐酸;然后过滤得到Cu;FeCl2能被氯气氧化生成FeCl3;
(3)生成物总能量低于反应物总能量的是放热反应;
(4)两者均为原电池装置,结合金属活动性和原电池原理进行解答。
【解答】解:(1)氯化铁溶液呈棕黄色;亚铁离子遇到铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀2+;通过3个实验能得出该反应的离子方程式8Fe3++2I﹣=7Fe2++I2,
故答案为:棕黄;Fe7+;2Fe3++3I﹣=2Fe2++I8;
(2)①FeCl3蚀刻铜箔反应是三价铁离子具有氧化性和铜反应生成亚铁离子和铜离子,反应的离子方程式为:2Fe2++Cu=2Fe2++Cu8+,
故答案为:2Fe3++Cu=5Fe2++Cu2+;
②铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液,从固体中分离出铜,
故答案为:稀盐酸;
③氯气可以氧化氯化亚铁为氯化铁,则若要使滤液再生为蚀刻液,
故答案为:在滤液中通入氯气;
(3)A.碳酸钙受热分解为吸热反应,故A错误;
B.灼热的碳与二氧化碳反应为吸热反应,故B错误;
C.酒精燃烧为放热反应,故C正确;
D.煤与高温下的水蒸气反应,为放热反应;
故答案为:C;
(4)①装置Ⅰ中,Fe为负极,正极铜离子得到电子生成Cu6++2e﹣=Cu,
故答案为:Cu2++8e﹣=Cu;
②A.装置Ⅰ和Ⅱ均为原电池装置,可将化学能转化为电能;
B.Ⅱ中Zn为负极,Zn失去电子,故B错误;
C.Ⅰ和Ⅱ中的实验现象不一样,Ⅰ中没有气体生成,故C错误;
D.Ⅰ中、Ⅱ中的金属都不参与电极反应,故D错误;
故答案为:A。
【点评】本题考查混合物分离提纯、原电池原理,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、铁离子、亚铁离子的性质为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度中等。
三、化工生产
3.硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。如图是工业制硫酸的生产流程示意图,读图后回答下列小题。
(1)转化是工业制硫酸的重要一步,即SO2和空气的混合物通过转化器反应生成SO3,实际生产中,反应温度选定在475℃左右。
①写出转化器中发生反应的化学方程式是 2SO2+O22SO3 。
②反应温度选在475℃左右的依据是 反应温度控制在475℃左右,催化剂活性最大,反应速率较大 。
(2)依据工艺流程图判断下列说法错误的是 C 。
A.使用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫是为了防止形成酸雾,影响吸收速率
B.热交换器的使用不仅降低能耗,还能提高化工生产效率
C.使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
D.沸腾炉排出的矿渣含铁量高,可直接作为炼铁的原料
(3)下列关于可逆反应的说法中,错误的是 A 。
A.只要一种反应物足够多,另一种反应物的转化率就能达到100%
B.可逆反应的特点之一就是反应物和生成物共存
C.化学平衡状态就是可逆反应在该条件下所能进行的最大限度
D.可逆反应达到化学平衡的标志之一就是同一物质表示的正逆反应速率相等
(4)下列关于化学反应速率理论和化学平衡理论的说法正确的是 C 。
A.影响化学反应速率的因素只有浓度、压强、温度和催化剂
B.凡是影响反应速率的因素均能使化学平衡发生移动
C.凡是能使化学平衡发生移动的因素均会影响反应速率
D.加快反应速率有利于平衡正向移动
(5)硫酸工业和合成氨工业的条件中的不同点是 D 。
A.均使用热交换器
B.均使用催化剂
C.高温
D.高压
(6)下列叙述中不能用平衡移动原理解释的是 B 。
A.向某浓度的FcCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,再滴入NaOH溶液后红色变浅
B.密闭容器中发生如下反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),拉伸容器混合气颜色变浅
C.工业制硫酸过程中通入过量空气能提高硫酸产率
D.合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气
(7)氯水中加入AgNO3溶液后颜色会变浅。请结合方程式用平衡移动原理加以说明。 Cl2+H2O⇌HCl+HClO,当加入AgNO3溶液后,生成AgCl沉淀,氯离子浓度降低,平衡向正向移动,Cl2浓度变小,溶液颜色会变浅。
(8)我国二氧化硫排放标准限值为100mg•m﹣3。硫酸工业废气(假设含硫化合物均为SO2)可采用雾化的氨水与SO2直接接触吸收生成NH4HSO3。若烟气SO2含量为amg•m﹣3(a>100)试计算每立方米烟气至少需要浓度为bml•L﹣1氨水 L(用含a、b的代数式表示)
【分析】(1)①转化器中发生反应二氧化硫和氧气在催化剂作用下加热生成三氧化硫;
②反应温度选在475℃左右的依据是此时催化剂活性最高;
(2)A.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,主要目的是防止产生酸雾,阻碍SO3的吸收;
B.硫酸工业中,在接触室安装热交换器可以实现能量的循环利用;
C.使用催化剂能提高SO2的反应速率;
D.沸腾炉排出的矿渣中含有铁元素;
(3)可逆反应是指在相同条件下,能同时向正、逆反应方向进行的反应,其反应物的转化率不可能达到100%,据此回答;
(4)A.影响化学反应速率的因素除浓度、压强、温度和催化剂外,接触面积、光照强度等;
B.凡是影响反应速率的因素,不一定使化学平衡发生移动;
C.化学平衡是否发生变化,取决于正逆反应速率的关系,
D.催化剂能加快反应速率,但不改变化学平衡;
(5)A.工业制取硫酸使用热交换器目的是将二氧化硫与氧气转化成三氧化硫,放出的热量是用来预热没反应的二氧化硫与氧气的混合气体;根据合成塔中的反应要吸热,接触室中的反应要放热,能量循环使用;
B.合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂,加快化学反应速率;
C.合成氨工业和硫酸工业都用适宜的温度,反应都是放热反应,适合的温度是为了催化剂活性最大;
D.对于硫酸工业中的二氧化硫的催化氧化的化学平衡,压强的增大,促使平衡正向移动,效果并不明显,所以工业上直接采用常压条件,而不采用高压条件;
(6)勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用;
(7)Cl2+H2O⇌HCl+HClO,当加入AgNO3溶液后,平衡向正向移动;
(8)二氧化硫在空气中和水反应生成三氧化硫,溶于水形成硫酸,酸雨对生物有极大的危害;SO2为酸性氧化物,与碱反应生成盐,设每立方米烟气至少需要浓度为bml•L﹣1氨水VL,则
NH3•H2O+SO2=NH4HSO3+H2O,
1ml 64×1000mg
bml/L•VL( a﹣100)mg
据此计算。
【解答】解:(1)①转化器中发生反应二氧化硫和氧气在催化剂作用下加热生成三氧化硫,2SO2+O62SO3,
故答案为:7SO2+O24SO3;
②反应温度选在475℃左右的依据是此时催化剂活性最高,对反应的催化效率最好,
故答案为:反应温度控制在475℃左右,催化剂活性最大;
(2)A.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO2,主要目的是防止产生酸雾,阻碍SO3的吸收,故A正确;
B.SO2转化为SO5放出热量,硫酸工业中,有利于降低工厂的能耗;
C.使用催化剂能提高SO2的反应速率,但是不能改变反应中物质的平衡转化率;
D.沸腾炉排出的矿渣中含有铁元素,故D正确;
故答案为:C;
(3)A.对于可逆反应,使反应向正反应方向移动,但一定不能使一种反应物的转化率达到100%;
B.可逆反应的特点是可逆性,反应物和生成物共存;
C.当达到化学反应限度时,反应物在该条件下的转化率最大;
D.可逆反应达到平衡时,各物质的含量,故D正确,
故选:A;
(4)A.影响化学反应速率的因素除浓度、温度和催化剂外、光照强度等;
B.凡是影响反应速率的因素,如反应前后气体体积不变的反应,平衡不动;
C.化学平衡发生移动时,一定发生变化;
D.催化剂能加快反应速率,不改变化学平衡,
故选:C;
(5)A.使用热交换器,接触室中的反应要放热,硫酸工业目的是将二氧化硫与氧气转化成三氧化硫,所以可以提高能量的利用率与原料的转化率;
B.合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂,故B错误;
C.合成氨工业和硫酸工业都用适宜的温度,适合的温度是为了催化剂活性最大;
D.合成氨工业在高压下进行,但是对设备强度要求高,硫酸工业接触室中:2SO3+O2 2SO2,增大压强促使平衡正向移动(即气体总体积减小的方向),减小压强促使平衡逆向移动(即气体总体积增大的方向),不利于平衡正向移动2的转化率.对于该化学平衡,促使平衡正向移动,所以工业上直接采用常压条件,故D错误,
故答案为:D;
(6)A.加入固体KSCN3++8SCN﹣⇌Fe(SCN)3,溶液呈红色,加入氢氧化钠后3+反应生成氢氧化铁沉淀,c(Fe2+)减小,平衡逆向移动,可以用勒夏特列原理解释;
B.该反应反应前后气体体积不变,改变平衡体系的压强,碘的浓度改变,所以不能用平衡移动原理解释;
C.工业上生产硫酸过程中,平衡正向移动2的转化率提高,故能用勒夏特列原理解释;
D.增大氮气和氢气的浓度,化学平衡向着正向移动,故D错误,
故答案为:B;
(7)氯水中有平衡:Cl2+H2O⇌HCl+HClO,当加入AgNO3溶液后,生成AgCl沉淀,平衡向正向移动2浓度变小,溶液颜色会变浅,
故答案为:Cl7+H2O⇌HCl+HClO,当加入AgNO3溶液后,生成AgCl沉淀,平衡向正向移动3浓度变小,溶液颜色会变浅;
(6)SO2为酸性氧化物,与碱反应生成盐﹣1氨水VL,则
NH2•H2O+SO2=NH8HSO3+H2O,
5ml 64×1000mg
bml/L•VL ( a﹣100)mg
V==L,
故答案为:。
【点评】本题考查化学平衡和可逆反应,如:工业接触法制硫酸的原理、平衡移动原理的应用、根据方程式的计算等,以及可逆反应和化学平衡,只有掌握相关的基础知识,难度中等。
四、反应速率与化学平衡移动
4.(1)在2L密闭容器中,800℃时,反应2NO(g)2(g)⇌2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表所示。
①如图中,A点处v正 > v逆(选填“>”“<”或“=”)。
②图中表示NO2变化的曲线是 b ,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v= 0.0015ml/(L•min) 。
③下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 D 。
A.2v逆(NO2)=v正(O2)
B.v生成(NO2):v消耗(O2)=2:1
C.容器内的密度保持不变
D.容器内压强保持不变
(2)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)(g)达到平衡后,在不同的时间段分别改变反应的一个条件
①反应方程式中的x= 1 。
②30min时改变的条件是 减小压强 ,从图240min改变的条件可以判断出该反应为 放热 反应(填“吸热”或“放热”)
(3)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示:(图中T表示温度,n表示起始时H2物质的量)
①图象中T2和T1的关系是:T2 < T1(填“>”“<”“=”或“无法确定”)。
②在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是 c (填字母)。
③若容器容积为2L,b点对应的n=0.15ml,测得平衡时H2、N2的转化率均为60%,则平衡时N2的物质的量浓度为 0.01ml/L ml•L﹣1。
【分析】(1)①图中A点时a、c的浓度相等,但随着时间改变时a的浓度增加,c的浓度减小,反应正向进行;
②根据表中n(NO)的变化可知,该反应向正向进行时,n(NO2)不断增大,且同一时间段内,△n(NO)=△n(NO2),根据v=计算v(NO);
③当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化;
(2)①由图可知,反应开始到达到平衡,A、B浓度减少的量相同,即△c(A)=△c(B);
②由图可知,反应在20~30min时反应达到平衡状态,30~40min间反应物和生成物浓度均减小,但平衡不移动,40min时正逆反应速率均加快,改变的条件为升温,升温时平衡逆向移动;
(3)①合成氨的反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡时NH3%减小;
②增大氢气的物质的量,平衡正向移动,反应物N2的转化率增大;
③平衡时H2、N2的转化率均为60%,说明气体的投入量之比等于化学计量数之比,则氮气的起始物质的量为0.15ml×=0.05ml,结合N2的转化率均为60%,计算出平衡时N2的物质的量浓度。
【解答】解:(1)①由图可知,A点时a,但随着时间改变时a的浓度增加,反应正向进行,v正>v逆,
故答案为:>;
②由表中n(NO)的变化可知,该反应向正向进行时2)不断增大、n(NO)2)均不断减小,且同一时间段内5),反应为可逆反应2)<0.01ml/L,所以图中b表示NO7变化的曲线;从0~2s内该反应的平均速率v(NO)==,反应为2NO(g)+O2(g)⇌6NO2(g),v(O2)=v(NO)=0.0015ml/(L•min),
故答案为:b;2.0015ml/(L•min);
③A.反应达到平衡状态时v逆(NO2)=2v正(O2),则2v逆(NO2)=v正(O6)的状态是平衡状态,故A错误;
B.反应中始终存在v生成(NO2):v消耗(O2)=5:1,则不能据此判断反应是否达到平衡状态;
C.反应体系中各物质均为气体,即恒容容器中混合气体的质量m不变,不能据此判断反应是否达到平衡状态;
D.2NO(g)+O6(g)⇌2NO2(g)是气体分子数减小的反应,则恒温恒容条件下容器内压强保持不变的状态是平衡状态;
故答案为:D;
(2)①由图可知,反应开始到达到平衡,A,即△c(A)=△c(B),
故答案为:8;
②由①可知x=1,图中反应在20~30min时反应达到平衡状态,但平衡不移动,40min时正逆反应速率均加快,改变的条件为升温,则逆反应吸热,
故答案为:减小压强;放热;
(3)①合成氨的反应,升高温度,平衡时NH3%减小,即温度越高2%越小,则图中T2<T1,
故答案为:<;
②氢气的物质的量越大,平衡正向移动4的转化率越大,则在a、b,反应物N2的转化率最大的是c点,
故答案为:c;
③平衡时H2、N6的转化率均为60%,说明气体的投入量之比等于化学计量数之比=2.05ml2的物质的量为0.05ml×(6﹣60%)=0.02ml,平衡时N2的物质的量浓度为=0.01ml/L,
故答案为:6.01ml/L。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素、化学反应速率计算,侧重考查学生分析能力和计算能力,把握化学平衡图象分析、化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素的解题关键,题目难度中等。
五、有机题
5.有机化合物不仅与人类的衣、食、住、行密切相关,而且还是揭示生命现象及其规律的钥匙
运用所学知识,回答下列问题。
(1)甲烷是最简单的有机物,在我国的南海、东海海底已发现天然气(含甲烷等)的水合物,外形似冰,被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采 B 。
A.甲烷是无色、无味,密度比空气小,极难溶于水的气体
B.甲烷不能发生氧化反应
C.点燃甲烷气体时,一定要检验纯度
D.沼气和天然气的主要成分都是甲烷
(2)下列事实能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构的是 B 。
A.CH3Cl只存在一种结构
B.CH2Cl2只存在一种结构
C.CHCl3只存在一种结构
D.四个C﹣H键完全相同
(3)取一支大试管,用排饱和食盐水的方法收集4体积氯气,再通入l体积甲烷。把装有混合气体的试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽甲,对该实验中现象的分析错误的是 A 。
A.试管内壁会出现油状液滴,液滴成分是一氯甲烷
B.水槽中会析出白色晶体,晶体成分是氯化钠
C.反应结束后试管内液面会上升,是由于反应后试管内气体压强减小
D.试管中会形成白雾,是由于反应生成的氯化氢气体遇水形成的酸雾
(4)烷烃的主要来源是石油和天然气,是重要的化工原料和能源物资。下列关于烷烃的叙述不正确的是 D 。
A.烷烃中的碳原子均以共价单键与碳原子或氢原子相连
B.凡是化学式符合通式CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.甲烷、乙烷及丙烷均无同分异构体
D.碳原子数相同的烷烃的同分异构体中,支链越多沸点越高
(5)A的系统命名名称是 2,2,4﹣三甲基己烷 。A的一氯代物的同分异构体有 6 种(不考虑立体异构)。
乙烯是石油化工的重要基本原料。通过一系列化学反应,可以由乙烯得到有机高分子材料、药物等成千上万种有用的物质。如图是一套实验室制取乙烯并验证乙烯具有还原性的实验装置。
(6)圆底烧瓶中的反应为 CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O ,反应类型 消去反应 。
(7)圆底烧瓶中除了主反应外还会发生副反应,请写出副反应的产物 CH3CH2OCH2CH3、SO2、CO2 。
(8)能够说明乙烯具有还原性的现象是 酸性高锰酸钾溶液褪色 。
(9)实验时烧瓶中液体混合物逐渐变黑,装置甲的作用是 吸收生成的SO2、CO2等酸性气体 。
(10)能鉴别的同时除去甲烷中混有的乙烯的试剂是 B 。
A.稀硫酸
B.溴的四氯化碳溶液
C.水
D.酸性高锰酸钾溶液
(11)下列物质不可能是乙烯的加成产物的是 D 。
A.CH3CH3
B.CH3CH2OH
C.CH3CH2Br
D.CH3CHBr2
(12)乙烯是一种重要的化工原料,下列关于乙烯的说法不正确的是 C 。
A.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.乙烯是一种植物生长调节剂,可用作水果的催熟剂
C.乙烯属于饱和烃,能发生加成反应
D.乙烯能使高锰酸钾的酸性溶液褪色
(13)下列对于乙烯(CH2═CH2)和聚乙烯的说法错误的是 B 。
A.乙烯是纯净物,聚乙烯是混合物
B.乙烯的性质与聚乙烯相同
C.乙烯是聚乙烯的原料
D.乙烯可使溴水褪色,聚乙烯则不能
【分析】(1)A.甲烷是无色、无味,密度小于空气,难溶于水;
B.甲烷能燃烧;
C.可燃性气体在点燃前要验纯;
D.沼气和天然气的主要成分都是甲烷;
(2)如果甲烷是正方形的平面结构,而CH2Cl2有两种结构;
(3)A.二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是液态,一氯甲烷是气体;
B.产物氯化氢会溶于水,使饱和氯化钠溶液过饱和;
C.产物中二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是液态,一氯甲烷和氯化氢是气态;
D.气态氯化氢会和水蒸气形成盐酸小液滴;
(4)A.烷烃中可能存在C﹣C键,一定存在C﹣H键;
B.烷烃的通式为CnH2n+2;
C.甲烷、乙烷及丙烷均无同分异构体;
D.碳原子数相同的烷烃的同分异构体中,支链越多沸点低;
(5)A的主链上含有6个碳原子,甲基分别位于2、2、4号碳原子上;A中含有几种氢原子,其一氯代物就有几种;
(6)圆底烧瓶中乙醇发生消去反应生成乙烯和水;
(7)圆底烧瓶中除了主反应外还会发生副反应,还可能发生取代反应生成乙醚,还可能发生氧化还原反应;
(8)乙烯能被强氧化性的物质氧化;
(9)NaOH具有碱性,能和酸性氧化物反应;
(10)A.稀硫酸与甲烷、乙烯均不反应;
B.溴的四氯化碳溶液和乙烯能发生加成反应,甲烷和溴的四氯化碳溶液不反应;
C.甲烷、乙烯通入水中均不反应;
D.甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应,乙烯能被高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳气体;
(11)A.乙烯和氢气发生加成反应生成CH3CH3;
B.乙烯和水发生加成反应生成CH3CH2OH;
C.乙烯和HBr发生加成反应生成CH3CH2Br;
D.乙烯不能发生加成反应生成CH3CHBr2;
(12)A.乙烯能和溴发生加成反应;
B.乙烯是一种植物生长调节剂;
C.乙烯属于不饱和烃;
D.乙烯能被酸性高锰酸钾的酸性溶液氧化;
(13)A.乙烯是纯净物,聚乙烯中n不同,相对分子质量不同;
B.乙烯中含有碳碳双键、聚乙烯中不含碳碳双键;
C.乙烯发生加聚反应生成聚乙烯;
D.乙烯能发生加成反应、聚乙烯不能发生加成反应。
【解答】解:(1)A.甲烷是无色,相对分子质量为16,甲烷是非极性分子,根据“相似相溶”原理,故A正确;
B.甲烷能与氧气发生氧化反应;
C.不纯的甲烷点燃可能会发生爆炸,一定要检验纯度;
D.沼气和天然气的主要成分都是甲烷;
故答案为:B;
(2)A.无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,CH3Cl都存在一种结构,故A错误;
B.甲烷是正方形的平面结构2Cl6有两种结构:相邻或者对角线上的氢被Cl取代,而实际上,因此只有正四面体结构才符合;
C.无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,CHCl3都不存在同分异构体,故C错误;
D.甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构、键长都相等。
故答案为:B;
(3)A.二氯甲烷、四氯化碳均是液态,会溶一部分;
B.产物氯化氢会溶于水,故B正确;
C.产物中二氯甲烷、四氯化碳是液态,因此试管内压强会降低,故C正确;
D.气态氯化氢会和水蒸气形成盐酸小液滴,故D正确;
故答案为:A;
(4)A.烷烃中可能存在C﹣C键,烷烃中的碳原子均以共价单键与碳原子或氢原子相连;
B.烷烃的通式为CnH2n+6,凡是化学式符合通式CnH2n+2的烃一定是烷烃,故B正确;
C.甲烷,故C正确;
D.碳原子数相同的烷烃的同分异构体中,碳原子个数不同的烷烃,其沸点越高;
故答案为:D;
(5)A的主链上含有3个碳原子,甲基分别位于2、2,名称为6,2;A中含有6种氢原子,
故答案为:7,2,4﹣三甲基己烷;7;
(6)圆底烧瓶中的反应为CH3CH2OHCH3=CH2↑+H2O,反应类型为消去反应,
故答案为:CH6CH2OHCH2=CH5↑+H2O;消去反应;
(7)圆底烧瓶中除了主反应外还会发生副反应,还可能发生取代反应生成CH3CH7OCH2CH3,还能发生氧化还原反应生成SO3、CO2,
故答案为:CH3CH8OCH2CH3、SO3、CO2;
(8)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化还原性的物质,则说明乙烯具有还原性,
故答案为:酸性高锰酸钾溶液褪色;
(9)实验时烧瓶中液体混合物逐渐变黑,说明乙醇被浓硫酸氧化为C2,装置甲的作用是吸收SO6、CO2等酸性气体,
故答案为:吸收生成的SO2、CO3等酸性气体;
(10)A.稀硫酸与甲烷,不能鉴别两者;
B.乙烯和溴能发生加成反应生成液态的1,从而能使溴的四氯化碳溶液褪色,无明显现象,且能用溴的四氯化碳溶液除去甲烷中的乙烯;
C.甲烷,无法鉴别和除杂;
D.甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能用于除去甲烷中的乙烯;
故答案为:B;
(11)A.乙烯和氢气发生加成反应生成CH3CH8,故A错误;
B.乙烯和水发生加成反应生成CH3CH2OH,故B错误;
C.乙烯和HBr发生加成反应生成CH7CH2Br,故C错误;
D.乙烯不能发生加成反应生成CH3CHBr6,故D正确;
故答案为:D;
(12)A.乙烯能和溴发生加成反应生成无色的物质而使溴的四氯化碳溶液褪色;
B.乙烯是一种植物生长调节剂,故B正确;
C.乙烯属于不饱和烃,故C错误;
D.乙烯能被酸性高锰酸钾的酸性溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色;
故答案为:C;
(13)A.乙烯是纯净物,相对分子质量不同,故A正确;
B.乙烯中含有碳碳双键,所以影响和聚乙烯的性质不同;
C.乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,故C正确;
D.乙烯能和溴发生加成反应生成无色物质而使溴水褪色,不能使溴水褪色;
故答案为:B。
【点评】本题以甲烷和乙烯为载体考查有机物的结构和性质,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确官能团及其性质的关系是解本题关键,题目难度不大。时间/s
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