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江西省赣州市赣县三中2019-2020学年高二上学期入学考试化学试题化学(解析版)
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江西省赣州市赣县三中2019-2020学年高二上学期入学考试试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16
一、选择题。(每题只有一个正确答案,每题3分,共48分。)
1.下列变化属于物理变化的是( )
A. 煤的干馏 B. 石油裂解 C. 石油分馏 D. 煤的气化
【答案】C
【解析】A、煤的干馏是指在隔绝空气条件下给煤加强热使之分解,属于化学变化,A错误;B、油的裂解是深度裂化,是把长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的过程,是化学变化,B错误;C、石油的分馏是根据各馏分的沸点的不同分离物质的方法,是物理变化,C正确;D、煤的气化是高温下煤和水蒸气反应生成氢气和CO的过程,是化学变化,D错误,答案选C。
2.下表是元素周期表中短周期的一部分。已知A元素原子的最外层电子数比其电子层数的3倍还多。下列关于表中六种元素的说法正确的是 ( )
A. X的单质在空气中可以燃烧
B. X、Y、Z三种元素中Y元素形成的单核阴离子半径最大
C. 最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是A元素
D. A单质通入NaZ溶液中,根据反应现象可证明A、Z非金属性的相对强弱
【答案】B
【解析】
【分析】由短周期元素在周期表的位置可知,A为第二周期元素,A元素原子的最外层电子数比其电子层数的3倍还多,A的电子层数为2,最外层电子数为7,A应为F元素,则X为O元素,M为Ne元素,Y为S元素,Z为Cl元素,N为Ar元素,结合元素对应的单质、化合物的性质以及元素周期律的递变规律解答该题。
【详解】由上述分析可知,X为O,A为F,M为Ne,Y为S,Z为Cl,N为Ar,则
A.氧元素的单质不能燃烧,为助燃剂,A错误;
B.电子层越多,离子半径越大,具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,则X、Y、Z三种元素中S元素形成的单核阴离子半径最大,B正确;
C.O、F无正价,最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是Cl元素,C错误;
D.氟气通入NaCl溶液中,F2与水反应生成HF与O2,不能置换出氯,不能证明F、Cl非金属性的相对强弱,D错误;
答案选B。
3.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为( )
A. -44.2kJ·mol-1 B. +44.2kJ·mlo-1
C. -330kJ·mol-1 D. +330kJ·mlo-1
【答案】A
【解析】
【详解】由题干条件可知如下反应:
H2(g)+O2(g) H2O(l);ΔH=-285.8 kJ·mol-1 ①
C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1 ②
C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l);ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1 ③
根据盖斯定律则②-③可得:C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l);ΔH=-44.2 kJ·mol-1。
答案选A。
4. 下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B. CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g) =2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol
C. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D. 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【答案】B
【解析】
【详解】A.强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)中和热为-57.3 kJ·mol-1,H2SO4和Ca(OH)2得到的CaSO4微溶,会产生额外的热,故A错误;
B.在25℃,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热:CO(g)+1/2 O2(g)= CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol,再利用盖斯定律,得:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)H=+2×283.0kJ/mol,故B正确;
C.反应吸、放热与反应条件无关,如有些放热反应必须在加热条件下才能进行,如铝热反应,故C错误;
D.燃烧热是1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,应生成液态水,D错误。答案选B。
5.下列化学用语正确的是( )
A. HCl的电子式 B. CO2的电子式
C. Cl-的结构示意图 D. 质量数为37的氯原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCl是共价化合物,其电子式中没有阴阳离子和电荷,HCl的电子式为应故A不选;
B. CO2分子中,碳原子和氧原子之间共用两对电子,才能使碳和氧都达到稳定结构,CO2的电子式应为,故B不选;
C. Cl-是氯原子得到了一个电子后形成的,其结构示意图为,故C选;
D.原子符号中,左上角的数字代表质量数,左下角的数字代表质子数,所以质量数为37的氯原子的符号为,故D不选。
故选C。
6.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A. 若单位时间内生成xmolNO的同时消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
B. 化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O)
C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D. 达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
【答案】D
【解析】
【详解】A.生成NO的同时必然消耗NH3,如果反应达到平衡状态,应为单位时间内生成xmolNO的同时生成xmolNH3,或单位时间内消耗xmolNO的同时消耗xmolNH3,故A不选;
B. 达到化学平衡时,正逆反应速率相等,且用不同物质表示的速率之比等于方程式的计量数之比,所以应为3v正(NH3)=2v逆(H2O),故B不选;
C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则会导致各种物质浓度都降低,所以正反应速率和逆反应速率均减小,故C不选;
D.达到化学平衡时,正逆反应速率相等,可以用氧气和NO表示为4v正(O2)=5v逆(NO),故D选。
故选D。
7.某温度下,在恒容密闭容器中进行反应:X(g)+Y(gZ(g) + W(s) △H>0。下列叙述正确的是( )
A. 加入少量W,逆反应速率增大
B. 当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
C. 升高温度,平衡向逆反应方向移动
D. 平衡后,加入X,该反应的△H增大
【答案】B
【解析】试题分析:A、W在反应中是固体,固体量的增减不会引起化学反应速率的改变和化学平衡的移动,故A错误;B、随反应进行,气体的物质的量减小,压强减小,压强不变说明到达平衡,说明可逆反应到达平衡状态,故B正确;C、该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向吸热反应移动,即向正反应移动,故C错误;D、反应热△H与物质的化学计量数有关,物质的化学计量数不变,热化学方程式中反应热不变,与参加反应的物质的物质的量无关,故D错误;故选B。
8. X、Y、Z、M为原子序数依次增大的4种短周期元素。已知X、Y、Z是同周期的相邻元素,M原子的核外电子数是Z原子最外层电子数的2倍,Y与其同主族的短周期元素可形成一种常见的气体。下列说法正确的是( )
A. 原子半径:M>X>Y>Z
B. 对应氢化物的沸点:M>Z>Y>X
C. 对应氢化物的稳定性:Z>X>Y>M
D. XY2与MY2溶于水都能得到对应的酸
【答案】A
【解析】试题分析:根据题给信息知,Y与其同主族的短周期元素可形成一种常见的气体,则Y为氧元素;X、Y、Z是同周期的相邻元素,则X为氮元素,Z为氟元素;M原子的核外电子数是Z原子最外层电子数的2倍,M为硅元素。A、根据原子半径比较原则判断,原子半径:Si>N>O>F,即M>X>Y>Z,A正确;B、水分子间存在氢键,常温下为液体,沸点最高,其余氢化物均为气体,B错误;C、根据元素在周期表中的位置及元素周期律判断,对应氢化物的稳定性:HF>H2O>NH3>SiH4,即Z>Y>X>M,C错误;D、SiO2不溶于水不能直接得到硅酸,D错误,答案选A。
9.100.0mL6.0mol/LH2SO4溶液跟足量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成H2的总量,可向反应物中加入适量的( )
A. Na2CO3溶液 B. NaHSO4(s) C. CuSO4(aq) D. 水
【答案】D
【解析】
【分析】锌是足量的,生成氢气的量取决于硫酸。反应速率和浓度、温度等因素有关。
【详解】A. Na2CO3会消耗硫酸,使产生的氢气量减少,故A不选;
B. NaHSO4能提供H+,不但会使产生的氢气增多,也会增大H+浓度,从而加快反应速率,故B不选;
C.加入CuSO4溶液,锌会和CuSO4反应,生成的铜附着在锌上,形成无数微小的铜锌原电池,可以加快反应速率,故C不选;
D.加水可以稀释硫酸,使H+浓度降低,使反应速率减慢,同时没有改变H+的物质的量,所以不会影响生成氢气的总量,故D选。
故选D。
10.一定条件下的可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若改变下列条件,可提高反应物中的活化分子百分数的是( )
A. 升高温度 B. 降低温度 C. 增大压强 D. 增大反应物浓度
【答案】A
【解析】
【详解】升高温度可提高反应物中的活化分子百分数,降低温度降低反应物中的活化分子百分数,增大压强、增大反应物浓度只增大活化分子的浓度,不改变活化分子百分数,答案选A。
11.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是( )
A. 电子通过外电路从b极流向a极
B. b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e--=4OH--
C. 每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2
D. H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极,则a是负极,通入氧化剂的电极b是正极,电子从负极a沿导线流向正极b,A错误;
B.b是正极,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,B错误;
C.温度和压强未知,导致气体摩尔体积未知,所以无法计算氢气体积,C错误;
D.放电时,a是负极、b是正极,阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极,D正确,答案选选D。
12.某容器中加入N2和H2,在一定条件下,N2+3H22NH3,达到平衡时N2、H2、NH3的浓度分别是3mol•L-l、4 mol•L-1、4 mol•L-1,则反应幵始时H2的浓度是( )
A. 5mol•L-1 B. 8mol•L-1
C. 10mol•L-1 D. 6.7mol•L-1
【答案】C
【解析】
【详解】平衡时NH3的浓度为4 mol•L-1,开始时没有加入NH3,所以NH3的浓度变化量为4 mol•L-1,根据化学方程式,可知氢气的浓度变化量为6 mol•L-1,所以开始时H2的浓度是4 mol•L-1+6 mol•L-1=10 mol•L-1,故选C。
13.一定温度下,一定体积的容器中发生反应:A(s)+3B(g)2C(g)+2D(g),下列描述中能说明该反应达到平衡的是( )
①A的质量不发生变化 ②单位时间内生成a mol A,同时消耗2a mol C
③容器中的压强不再变化 ④混合气体的密度不再变化
⑤n(A):n(B):n(C):n(D)=1:3:2:2 ⑥B的浓度不变
A. ①③⑤⑥ B. ①③④⑥ C. ②④⑤ D. ②③④
【答案】B
【解析】
【详解】①A的质量不发生变化,可以说明反应达到平衡状态;
②单位时间内生成a mol A,一定同时消耗2a mol C,和反应是否达到平衡没有关系,故不能说明反应达到平衡状态;
③该反应前后气体系数之和不相等,在一定温度和体积的容器中,压强和气体总的物质的量成正比,所以压强不再变化可以说明反应达到了平衡状态;
④混合气体的密度等于混合气的质量除以容器的体积。该反应中A为固体,所以混合气的质量在未平衡前是变化的,容器的体积是不变的,所以混合气的密度在未平衡前是一变量,达到平衡后才不再变化,所以混合气体的密度不再变化可以证明反应达到了平衡状态;
⑤平衡时各物质的物质的量不再变化,而不是平衡时各物质的物质的量的比等于方程式的系数比,故n(A):n(B):n(C):n(D)=1:3:2:2不能说明反应是否达到了平衡状态;
⑥B的浓度不变说明反应达到了平衡状态。综合以上分析,①③④⑥正确。
答案选B。
14.下列关于人体所需的基本营养物质的说法不正确的是( )
A. 在人体内,油脂的主要反应是在脂肪酶催化下水解为高级脂肪酸和甘油
B. 加酶洗衣粉中的酶其实是蛋白质
C. 糖类都由C、H、O三种元素组成
D. 糖类、油脂、蛋白质都能在一定条件下发生水解反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 在实验室里,可以在酸或碱的作用下使油脂水解,但在人体内,油脂的主要反应是在脂肪酶催化下水解为高级脂肪酸和甘油,故A不选;
B. 加酶洗衣粉中的酶其实是蛋白质,可以洗去衣物上的血渍等蛋白质类污渍,故B不选;
C. 糖类都由C、H、O三种元素组成,故C不选;
D. 糖类中的单糖不能发生水解反应,故D选。
故选D。
15.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是强碱溶液。下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )
A. 负极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 负极反应式:CH4+8OH--8e-=CO2+6H2O
C. 放电时溶液中的阴离子向负极移动
D. 随着放电的进行,溶液的c(OH-)不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.负极发生氧化反应,故A不选;
B.负极是甲烷失去电子,在碱性溶液中,CO2会和OH-反应生成CO32-,故B不选;
C.放电时,由于负极失去电子,所以溶液中阴离子向负极移动,故C选;
D.总反应为CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O,所以溶液中c(OH-)降低,故D不选。
故选C。
16.已知CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l);△H=-Q1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;△H=-Q2,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ;△H=-Q3,常温下取体积比为4:1的CH4和H2的混合气11.2L(标况)经完全燃烧后恢复至常温,放出的热量是 ( )
A. 0.4Q1+0.05Q3 B. 0.4Q1+0.05Q2
C. 0.4Q1+0.1Q3 D. 0.4Q1+0.2Q2
【答案】A
【解析】混合气体为0.5mol,其中甲烷和氢气分别为0.4mol与0.1mol,而在题目所给条件下,水为液态,故放出的热量为0.4Q1+=0.4Q1+0.05Q3
二、填空题(6道大题,共52分)
17.X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大,X的阴离子与Y的内层电子数相等,Y原子的最外层电子数是次外层电子数的两倍,Z、L是空气中含量最多的两种元素,M是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题:
(1)X与L形成的常见阴离子的电子式为____________________。
(2)Z、X两元素按原子数目比1:3和2:4构成分子A和B,用电子式表示A的形成过程______,B的结构式_______________________。
(3)硒是人体必须的微量元素,与L同一主族,硒原子比L原子多两个电子层,则硒在周期表的位置为_______________,其最高价氧化物水化物的化学式为_____________。
【答案】(1). (2).
(3). (4). 第四周期第ⅥA族 (5). H2SeO4
【解析】
【分析】X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大,Z、L是空气中含量最多的二种元素,则Z为N元素,L为O元素;M是地壳中含量最高的金属元素,则M为Al元素;Y原子的最外层电子数是次外层电子数的两倍,Y有2个电子层,最外层电子数为4,故Y为C元素;X的阴离子与Y的内层电子数相等,X的阴离子有2个电子,故X为H元素,据此解答。
【详解】根据以上分析可知X为H、Y为C、Z为N、L为O、M为Al。则
(1)H元素与O元素形成的常见阴离子为OH-,电子式为;
(2)Z为N元素、X为H元素,两元素按原子数目比1:3和2:4构成分子A为NH3,B为N2H4,氨气是共价化合物,用电子式表示NH3的形成过程为,N2H4的结构式为;
(3)硒(Se)与O元素同一主族,硒原子比氧原子多两个电子层,则硒在周期表中的位置为第四周期第ⅥA族,最高化合价为+6价,最高价氧化物对应的水化物化学式为H2SeO4。
18.(1)现有下列各组物质:
①O2和O3 ②CH2=CH﹣CH3和CH2=CH﹣CH=CH2 ③和
④ 和 ⑤CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3
⑥和质量数为238中子数为146的原子 ⑦CH3COOH与HCOOCH3
按要求用序号填空
属于同系物的是________ 属于同分异构体的是_____属于同种物质的是________
(2)下列反应中,属于吸热反应是__________.
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的碳
⑤食物因氧化而腐败 ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应.
(3)现有:①干冰 ②金刚石 ③NH4Cl ④Na2S四种物质,按下列要求回答(填序号):熔化时不需要破坏化学键的是____________;既存在离子键又存在共价键的是____________。
(4)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483 kJ·mol -1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68kJ·mol -1则H2还原NO2生成水蒸气的热化学方程式为________________________________。
【答案】 (1). ⑤ (2). ⑦ (3). ③④ (4). ④⑥ (5). ① (6). ③ (7). 4H2(g) + 2NO2(g)=N2(g) + 4H2O(g) △H=-1034 kJ·moL-1
【解析】
【详解】(1)①O2和O3 是由氧元素组成的不同单质,互为同素异形体;
②CH2=CH-CH3和CH2=CH-CH=CH2 的结构不同,分子式也不同,不是同分异构体,也不是同系物,也不是同种物质;
③和组成和结构都相同为同一物质;
④ 和 组成和结构都相同,为3-甲基戊烷,为同一种物质;
⑤CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3 结构相似、通式相同,组成上相差若干个CH2原子团,属于同系物;
⑥质量数为238中子数为146的原子其质子数为238-146=92,与质子数相同质量数(或中子数)不同,互称同位素;
⑦CH3COOH与HCOOCH3组成相同,分子式相同,结构不同,互为同分异构体;
根据以上分析可知,属于同系物的是⑤;属于同分异构体的是⑦;属于同种物质的是③④;正确答案:⑤;⑦;③④。
(2)①物质燃烧 属于放热反应;
②炸药爆炸是物质急速燃烧属于放热反应;
③酸碱中和反应 属于放热反应;
④二氧化碳通过炽热的碳的反应为吸热反应;
⑤食物因氧化而腐败发生的是氧化反应属于放热反应;
⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应;
⑦铁粉与稀盐酸反应是发生的氧化还原反应,反应过程中放热;
综上分析,属于吸热反应的是④⑥;正确选项④⑥。
(3)一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键,非金属元素的原子间容易形成共价键,所以①干冰为固体二氧化碳,存在共价键;②金刚石存在共价键;③NH4Cl存在离子键和共价键;④Na2S存在离子键;①干冰为分子晶体,熔化时破坏的分子间作用力,不需破坏共价键,其余三种熔化时均需要破坏化学键。既存在离子键又存在共价键的是③NH4Cl;正确答案:①;③。
(4)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483kJ·mol-1②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68kJ·mol -1;根据盖斯定律:①×2-②,可以得到H2还原NO2生成水蒸气热化学方程式为:4H2(g) + 2NO2(g)=N2(g) + 4H2O(g) △H=-1034 kJ·moL-1;正确答案: 4H2(g) + 2NO2(g)=N2(g) + 4H2O(g) △H=-1034 kJ·moL-1。
19.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入 1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
(1)从3 min到9 min,υ(H2)=____________mol·L-1·min-1。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是____________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)平衡时CO2的转化率为______________。
(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是__________________。
(5)一定温度下,第9分钟时υ逆(CH3OH) _______(填“大于”、“小于”或“等于”)第3分钟时υ正(CH3OH)。
【答案】(1). 0.125 (2). D (3). 75% (4). 30% (5). 小于
【解析】(1)从3 min到9 min消耗CO2是0.25mol/L,根据方程式可知消耗氢气是0.75mol/L,则υ(H2)=0.75mol/L÷6min=0.125mol·L-1·min-1。(2)A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)时反应速率仍然再发生变化,没有达到平衡状态,A错误;B.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,所以混合气体的密度不随时间的变化而变化不能说明,B错误;C.单位时间内消耗3mol H2,同时一定生成1mol H2O,不能说明反应达到平衡状态,C错误;D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变说明反应达到平衡状态,D正确,答案选D。(3)平衡时消耗CO2是0.75mol/L,则CO2的转化率为0.75/1.00×100%=75%。(4)平衡时剩余氢气是0.75mol,生成水蒸气是0.75mol,则混合气体中CH3OH(g)的体积分数是。(5)第9分钟时反应达到平衡状态,则υ逆(CH3OH) 小于”第3分钟时υ正(CH3OH)。
20.(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,32.0g N2H4 在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是__________________________________。
(2)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20% ~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时:
正极的电极反应式是__________________________________________;
负极的电极反应式是__________________________________________;
(3)传统制备肼的方法,是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________
【答案】(1). N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =-624 kJ/mol (2). O2+2H2O+4e-=4OH- (3). N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ (4). ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O
【解析】
【详解】(1)32.0g N2H4 的物质的量为1mol,1mol N2H4(l)在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),热化学方程式是N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =-624 kJ/mol;正确答案:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =-624 kJ/mol。
(2)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20% ~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时:肼在负极失电子发生氧化反应,极反应为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑;氧气在正极得电子,发生还原反应,极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;正确答案:O2+2H2O+4e-=4OH- ;N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。
(3)NaClO具有氧化性,能够把NH3氧化为肼,NaClO本身被还原为氯化钠,离子反应方程式:ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O;正确答案:ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O。
21.在容积为1.00L容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)⇌2NO2(g),随温度的升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H_____0(填“大于”或“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为_____mol•L﹣1•s﹣1。
(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol•L﹣1•s﹣1的平均速率降低,经10s又达到平衡。T_____100℃(填“大于”或“小于”),判断理由是_____________。
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
【答案】(1). 大于 (2). 0.001 (3). 大于 (4). 正反应方向为吸热反应,改变温度平衡向正反应方向移动。 (5). 逆反应
【解析】
【详解】(1)N2O4无色, NO2呈红棕色,温度升高混合气体颜色变深,说明平衡正向移动,即正反应吸热,因此△H大于0;0~60s 反应速率v(N2O4)=(0.1-0.04)/60=0.001 mol•L﹣1•s﹣1;正确答案:大于;0.001。
(2)改变反应温度使得c(N2O4)减小,故平衡正向移动,根据上述分析正反应吸热,因此温度升高,T大于100℃;正确答案:大于;正反应方向为吸热反应,改变温度平衡向正反应方向移动。
(3)正反应气体体积增大,因此体积减小压强增大,反应逆向移动;正确答案:逆反应。
22.(Ⅰ)如表是A、B两种有机物的有关信息:
A
B
①分子模型为:;
②能使溴的四氯化碳溶液褪色;
③其产量是衡量石油化工水平的标志。
①由C、H、O三种元素组成,是厨房中的常见调味剂;
②水溶液能使紫色石蕊试液变红。
根据表中信息回答下列问题:
(1)关于A的下列说法中,不正确的是_____(填标号)。
a.分子里含有碳碳双键 b.分子里所有的原子共平面 c.结构简式为CH2-CH2
(2)A与H2发生加成反应后生成X,与X在分子组成和结构上相似的有机物有一大类,它们的通式为CnH2n+2。当n=___时,这类机物开始出现同分异构休。
(Ⅱ)已知有机物A~F有如图转化关系:
已知:①2CH3CHO+O22CH3COOH+2H2O;
②CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O(该反应属于消去反应)。
③A的分子式为C10H20O2; ④B分子中含2个甲基;⑤D、E互为具有相同官能团的同分异构体,D能与碳酸氢钠反应放出CO2,E分子烃基上的氢原子若被Cl取代,其一氯代物有3种;⑥F可以使溴的四氯化碳溶液褪色,G为高分子化合物。请填写以下空白:
(1)B可以发生的反应有_____(填序号)。
①取代反应 ②消去反应 ③加聚反应 ④氧化反应
(2)D分子所含有的官能团的名称是________。
(3)写出与D、E具有相同官能团的同分异构体(D、E除外)可能的结构简式______。
(4)写出下列转化的化学方程式:
B+E→A:_______;
B→C:___________;
F→G:__________。
【答案】(1). c (2). 4 (3). ①②④ (4). 羧基 (5). 或CH3CH2CH2CH2COOH (6). +H2O (7). +O2+2H2O (8). n
【解析】
【详解】(Ⅰ)A分子模型为,且A能使溴的四氯化碳溶液褪色,其产量是衡量石油化工水平的标志,所以A是乙烯。B是厨房中的常见调味剂,水溶液能使紫色石蕊试液变红,且由C、H、O三种元素组成,所以B为醋酸。
(1)乙烯的结构简式为CH2=CH2,分子里含有碳碳双键,且分子里所有的原子共平面,故选c;
(2)乙烯与H2发生加成反应后生成乙烷,与乙烷在分子组成和结构上相似的有机物有一大类即烷烃,通式为CnH2n+2。甲烷、乙烷、丙烷都没有同分异构体,从丁烷开始有同分异构体,丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体。所以n=4;
(Ⅱ)D能与碳酸氢钠反应放出CO2,说明D分子中有羧基,D、E互为具有相同官能团的同分异构体,说明E也为羧酸。转化关系图中,B氧化成C,C氧化成D,说明B为醇,C为醛。B和E在浓硫酸作用下生成的A为酯。B转化为D的过程中,碳原子数是不变的,而D和E又是同分异构体,所以B和E的碳原子数相同,A有10个碳原子,所以B、C、D、E都有5个碳原子。E分子烃基上的氢原子若被Cl取代,其一氯代物有3种,所以E的结构简式为。B为醇,而且能氧化成醛,所以B中的羟基连在端点碳原子上,B分子中含2个甲基,所以B的结构简式为或,但转化生成的羧酸为,此为E,所以B为,D为。B转化为F是发生了消去反应,F利用分子中的碳碳双键发生加聚反应生成高分子化合物G。
(1)B为,可以和氢卤酸、羧酸等发生取代反应,可以在浓硫酸作用下发生消去反应,可以被氧气、酸性高锰酸钾溶液氧化,B没有不饱和键,不能发生加聚反应,故选①②④;
(2)D为,分子所含有的官能团是羧基;
(3)与D、E具有相同官能团的有机物还可能为或CH3CH2CH2CH2COOH;
(4)B+E→A发生了酸和醇的酯化反应,化学方程式为: +H2O;
B→C发生的是醇的催化氧化,醇被氧化成醛,化学方程式为:+O2+2H2O;
F→G发生的是烯烃的加聚反应,化学方程式为:n。
江西省赣州市赣县三中2019-2020学年高二上学期入学考试试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16
一、选择题。(每题只有一个正确答案,每题3分,共48分。)
1.下列变化属于物理变化的是( )
A. 煤的干馏 B. 石油裂解 C. 石油分馏 D. 煤的气化
【答案】C
【解析】A、煤的干馏是指在隔绝空气条件下给煤加强热使之分解,属于化学变化,A错误;B、油的裂解是深度裂化,是把长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的过程,是化学变化,B错误;C、石油的分馏是根据各馏分的沸点的不同分离物质的方法,是物理变化,C正确;D、煤的气化是高温下煤和水蒸气反应生成氢气和CO的过程,是化学变化,D错误,答案选C。
2.下表是元素周期表中短周期的一部分。已知A元素原子的最外层电子数比其电子层数的3倍还多。下列关于表中六种元素的说法正确的是 ( )
A. X的单质在空气中可以燃烧
B. X、Y、Z三种元素中Y元素形成的单核阴离子半径最大
C. 最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是A元素
D. A单质通入NaZ溶液中,根据反应现象可证明A、Z非金属性的相对强弱
【答案】B
【解析】
【分析】由短周期元素在周期表的位置可知,A为第二周期元素,A元素原子的最外层电子数比其电子层数的3倍还多,A的电子层数为2,最外层电子数为7,A应为F元素,则X为O元素,M为Ne元素,Y为S元素,Z为Cl元素,N为Ar元素,结合元素对应的单质、化合物的性质以及元素周期律的递变规律解答该题。
【详解】由上述分析可知,X为O,A为F,M为Ne,Y为S,Z为Cl,N为Ar,则
A.氧元素的单质不能燃烧,为助燃剂,A错误;
B.电子层越多,离子半径越大,具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,则X、Y、Z三种元素中S元素形成的单核阴离子半径最大,B正确;
C.O、F无正价,最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是Cl元素,C错误;
D.氟气通入NaCl溶液中,F2与水反应生成HF与O2,不能置换出氯,不能证明F、Cl非金属性的相对强弱,D错误;
答案选B。
3.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为( )
A. -44.2kJ·mol-1 B. +44.2kJ·mlo-1
C. -330kJ·mol-1 D. +330kJ·mlo-1
【答案】A
【解析】
【详解】由题干条件可知如下反应:
H2(g)+O2(g) H2O(l);ΔH=-285.8 kJ·mol-1 ①
C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1 ②
C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l);ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1 ③
根据盖斯定律则②-③可得:C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l);ΔH=-44.2 kJ·mol-1。
答案选A。
4. 下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B. CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g) =2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol
C. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D. 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【答案】B
【解析】
【详解】A.强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)中和热为-57.3 kJ·mol-1,H2SO4和Ca(OH)2得到的CaSO4微溶,会产生额外的热,故A错误;
B.在25℃,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热:CO(g)+1/2 O2(g)= CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol,再利用盖斯定律,得:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)H=+2×283.0kJ/mol,故B正确;
C.反应吸、放热与反应条件无关,如有些放热反应必须在加热条件下才能进行,如铝热反应,故C错误;
D.燃烧热是1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,应生成液态水,D错误。答案选B。
5.下列化学用语正确的是( )
A. HCl的电子式 B. CO2的电子式
C. Cl-的结构示意图 D. 质量数为37的氯原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCl是共价化合物,其电子式中没有阴阳离子和电荷,HCl的电子式为应故A不选;
B. CO2分子中,碳原子和氧原子之间共用两对电子,才能使碳和氧都达到稳定结构,CO2的电子式应为,故B不选;
C. Cl-是氯原子得到了一个电子后形成的,其结构示意图为,故C选;
D.原子符号中,左上角的数字代表质量数,左下角的数字代表质子数,所以质量数为37的氯原子的符号为,故D不选。
故选C。
6.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A. 若单位时间内生成xmolNO的同时消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
B. 化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O)
C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D. 达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
【答案】D
【解析】
【详解】A.生成NO的同时必然消耗NH3,如果反应达到平衡状态,应为单位时间内生成xmolNO的同时生成xmolNH3,或单位时间内消耗xmolNO的同时消耗xmolNH3,故A不选;
B. 达到化学平衡时,正逆反应速率相等,且用不同物质表示的速率之比等于方程式的计量数之比,所以应为3v正(NH3)=2v逆(H2O),故B不选;
C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则会导致各种物质浓度都降低,所以正反应速率和逆反应速率均减小,故C不选;
D.达到化学平衡时,正逆反应速率相等,可以用氧气和NO表示为4v正(O2)=5v逆(NO),故D选。
故选D。
7.某温度下,在恒容密闭容器中进行反应:X(g)+Y(gZ(g) + W(s) △H>0。下列叙述正确的是( )
A. 加入少量W,逆反应速率增大
B. 当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
C. 升高温度,平衡向逆反应方向移动
D. 平衡后,加入X,该反应的△H增大
【答案】B
【解析】试题分析:A、W在反应中是固体,固体量的增减不会引起化学反应速率的改变和化学平衡的移动,故A错误;B、随反应进行,气体的物质的量减小,压强减小,压强不变说明到达平衡,说明可逆反应到达平衡状态,故B正确;C、该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向吸热反应移动,即向正反应移动,故C错误;D、反应热△H与物质的化学计量数有关,物质的化学计量数不变,热化学方程式中反应热不变,与参加反应的物质的物质的量无关,故D错误;故选B。
8. X、Y、Z、M为原子序数依次增大的4种短周期元素。已知X、Y、Z是同周期的相邻元素,M原子的核外电子数是Z原子最外层电子数的2倍,Y与其同主族的短周期元素可形成一种常见的气体。下列说法正确的是( )
A. 原子半径:M>X>Y>Z
B. 对应氢化物的沸点:M>Z>Y>X
C. 对应氢化物的稳定性:Z>X>Y>M
D. XY2与MY2溶于水都能得到对应的酸
【答案】A
【解析】试题分析:根据题给信息知,Y与其同主族的短周期元素可形成一种常见的气体,则Y为氧元素;X、Y、Z是同周期的相邻元素,则X为氮元素,Z为氟元素;M原子的核外电子数是Z原子最外层电子数的2倍,M为硅元素。A、根据原子半径比较原则判断,原子半径:Si>N>O>F,即M>X>Y>Z,A正确;B、水分子间存在氢键,常温下为液体,沸点最高,其余氢化物均为气体,B错误;C、根据元素在周期表中的位置及元素周期律判断,对应氢化物的稳定性:HF>H2O>NH3>SiH4,即Z>Y>X>M,C错误;D、SiO2不溶于水不能直接得到硅酸,D错误,答案选A。
9.100.0mL6.0mol/LH2SO4溶液跟足量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成H2的总量,可向反应物中加入适量的( )
A. Na2CO3溶液 B. NaHSO4(s) C. CuSO4(aq) D. 水
【答案】D
【解析】
【分析】锌是足量的,生成氢气的量取决于硫酸。反应速率和浓度、温度等因素有关。
【详解】A. Na2CO3会消耗硫酸,使产生的氢气量减少,故A不选;
B. NaHSO4能提供H+,不但会使产生的氢气增多,也会增大H+浓度,从而加快反应速率,故B不选;
C.加入CuSO4溶液,锌会和CuSO4反应,生成的铜附着在锌上,形成无数微小的铜锌原电池,可以加快反应速率,故C不选;
D.加水可以稀释硫酸,使H+浓度降低,使反应速率减慢,同时没有改变H+的物质的量,所以不会影响生成氢气的总量,故D选。
故选D。
10.一定条件下的可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若改变下列条件,可提高反应物中的活化分子百分数的是( )
A. 升高温度 B. 降低温度 C. 增大压强 D. 增大反应物浓度
【答案】A
【解析】
【详解】升高温度可提高反应物中的活化分子百分数,降低温度降低反应物中的活化分子百分数,增大压强、增大反应物浓度只增大活化分子的浓度,不改变活化分子百分数,答案选A。
11.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是( )
A. 电子通过外电路从b极流向a极
B. b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e--=4OH--
C. 每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2
D. H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极,则a是负极,通入氧化剂的电极b是正极,电子从负极a沿导线流向正极b,A错误;
B.b是正极,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,B错误;
C.温度和压强未知,导致气体摩尔体积未知,所以无法计算氢气体积,C错误;
D.放电时,a是负极、b是正极,阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极,D正确,答案选选D。
12.某容器中加入N2和H2,在一定条件下,N2+3H22NH3,达到平衡时N2、H2、NH3的浓度分别是3mol•L-l、4 mol•L-1、4 mol•L-1,则反应幵始时H2的浓度是( )
A. 5mol•L-1 B. 8mol•L-1
C. 10mol•L-1 D. 6.7mol•L-1
【答案】C
【解析】
【详解】平衡时NH3的浓度为4 mol•L-1,开始时没有加入NH3,所以NH3的浓度变化量为4 mol•L-1,根据化学方程式,可知氢气的浓度变化量为6 mol•L-1,所以开始时H2的浓度是4 mol•L-1+6 mol•L-1=10 mol•L-1,故选C。
13.一定温度下,一定体积的容器中发生反应:A(s)+3B(g)2C(g)+2D(g),下列描述中能说明该反应达到平衡的是( )
①A的质量不发生变化 ②单位时间内生成a mol A,同时消耗2a mol C
③容器中的压强不再变化 ④混合气体的密度不再变化
⑤n(A):n(B):n(C):n(D)=1:3:2:2 ⑥B的浓度不变
A. ①③⑤⑥ B. ①③④⑥ C. ②④⑤ D. ②③④
【答案】B
【解析】
【详解】①A的质量不发生变化,可以说明反应达到平衡状态;
②单位时间内生成a mol A,一定同时消耗2a mol C,和反应是否达到平衡没有关系,故不能说明反应达到平衡状态;
③该反应前后气体系数之和不相等,在一定温度和体积的容器中,压强和气体总的物质的量成正比,所以压强不再变化可以说明反应达到了平衡状态;
④混合气体的密度等于混合气的质量除以容器的体积。该反应中A为固体,所以混合气的质量在未平衡前是变化的,容器的体积是不变的,所以混合气的密度在未平衡前是一变量,达到平衡后才不再变化,所以混合气体的密度不再变化可以证明反应达到了平衡状态;
⑤平衡时各物质的物质的量不再变化,而不是平衡时各物质的物质的量的比等于方程式的系数比,故n(A):n(B):n(C):n(D)=1:3:2:2不能说明反应是否达到了平衡状态;
⑥B的浓度不变说明反应达到了平衡状态。综合以上分析,①③④⑥正确。
答案选B。
14.下列关于人体所需的基本营养物质的说法不正确的是( )
A. 在人体内,油脂的主要反应是在脂肪酶催化下水解为高级脂肪酸和甘油
B. 加酶洗衣粉中的酶其实是蛋白质
C. 糖类都由C、H、O三种元素组成
D. 糖类、油脂、蛋白质都能在一定条件下发生水解反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 在实验室里,可以在酸或碱的作用下使油脂水解,但在人体内,油脂的主要反应是在脂肪酶催化下水解为高级脂肪酸和甘油,故A不选;
B. 加酶洗衣粉中的酶其实是蛋白质,可以洗去衣物上的血渍等蛋白质类污渍,故B不选;
C. 糖类都由C、H、O三种元素组成,故C不选;
D. 糖类中的单糖不能发生水解反应,故D选。
故选D。
15.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是强碱溶液。下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )
A. 负极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 负极反应式:CH4+8OH--8e-=CO2+6H2O
C. 放电时溶液中的阴离子向负极移动
D. 随着放电的进行,溶液的c(OH-)不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.负极发生氧化反应,故A不选;
B.负极是甲烷失去电子,在碱性溶液中,CO2会和OH-反应生成CO32-,故B不选;
C.放电时,由于负极失去电子,所以溶液中阴离子向负极移动,故C选;
D.总反应为CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O,所以溶液中c(OH-)降低,故D不选。
故选C。
16.已知CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l);△H=-Q1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;△H=-Q2,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ;△H=-Q3,常温下取体积比为4:1的CH4和H2的混合气11.2L(标况)经完全燃烧后恢复至常温,放出的热量是 ( )
A. 0.4Q1+0.05Q3 B. 0.4Q1+0.05Q2
C. 0.4Q1+0.1Q3 D. 0.4Q1+0.2Q2
【答案】A
【解析】混合气体为0.5mol,其中甲烷和氢气分别为0.4mol与0.1mol,而在题目所给条件下,水为液态,故放出的热量为0.4Q1+=0.4Q1+0.05Q3
二、填空题(6道大题,共52分)
17.X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大,X的阴离子与Y的内层电子数相等,Y原子的最外层电子数是次外层电子数的两倍,Z、L是空气中含量最多的两种元素,M是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题:
(1)X与L形成的常见阴离子的电子式为____________________。
(2)Z、X两元素按原子数目比1:3和2:4构成分子A和B,用电子式表示A的形成过程______,B的结构式_______________________。
(3)硒是人体必须的微量元素,与L同一主族,硒原子比L原子多两个电子层,则硒在周期表的位置为_______________,其最高价氧化物水化物的化学式为_____________。
【答案】(1). (2).
(3). (4). 第四周期第ⅥA族 (5). H2SeO4
【解析】
【分析】X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大,Z、L是空气中含量最多的二种元素,则Z为N元素,L为O元素;M是地壳中含量最高的金属元素,则M为Al元素;Y原子的最外层电子数是次外层电子数的两倍,Y有2个电子层,最外层电子数为4,故Y为C元素;X的阴离子与Y的内层电子数相等,X的阴离子有2个电子,故X为H元素,据此解答。
【详解】根据以上分析可知X为H、Y为C、Z为N、L为O、M为Al。则
(1)H元素与O元素形成的常见阴离子为OH-,电子式为;
(2)Z为N元素、X为H元素,两元素按原子数目比1:3和2:4构成分子A为NH3,B为N2H4,氨气是共价化合物,用电子式表示NH3的形成过程为,N2H4的结构式为;
(3)硒(Se)与O元素同一主族,硒原子比氧原子多两个电子层,则硒在周期表中的位置为第四周期第ⅥA族,最高化合价为+6价,最高价氧化物对应的水化物化学式为H2SeO4。
18.(1)现有下列各组物质:
①O2和O3 ②CH2=CH﹣CH3和CH2=CH﹣CH=CH2 ③和
④ 和 ⑤CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3
⑥和质量数为238中子数为146的原子 ⑦CH3COOH与HCOOCH3
按要求用序号填空
属于同系物的是________ 属于同分异构体的是_____属于同种物质的是________
(2)下列反应中,属于吸热反应是__________.
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的碳
⑤食物因氧化而腐败 ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应.
(3)现有:①干冰 ②金刚石 ③NH4Cl ④Na2S四种物质,按下列要求回答(填序号):熔化时不需要破坏化学键的是____________;既存在离子键又存在共价键的是____________。
(4)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483 kJ·mol -1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68kJ·mol -1则H2还原NO2生成水蒸气的热化学方程式为________________________________。
【答案】 (1). ⑤ (2). ⑦ (3). ③④ (4). ④⑥ (5). ① (6). ③ (7). 4H2(g) + 2NO2(g)=N2(g) + 4H2O(g) △H=-1034 kJ·moL-1
【解析】
【详解】(1)①O2和O3 是由氧元素组成的不同单质,互为同素异形体;
②CH2=CH-CH3和CH2=CH-CH=CH2 的结构不同,分子式也不同,不是同分异构体,也不是同系物,也不是同种物质;
③和组成和结构都相同为同一物质;
④ 和 组成和结构都相同,为3-甲基戊烷,为同一种物质;
⑤CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3 结构相似、通式相同,组成上相差若干个CH2原子团,属于同系物;
⑥质量数为238中子数为146的原子其质子数为238-146=92,与质子数相同质量数(或中子数)不同,互称同位素;
⑦CH3COOH与HCOOCH3组成相同,分子式相同,结构不同,互为同分异构体;
根据以上分析可知,属于同系物的是⑤;属于同分异构体的是⑦;属于同种物质的是③④;正确答案:⑤;⑦;③④。
(2)①物质燃烧 属于放热反应;
②炸药爆炸是物质急速燃烧属于放热反应;
③酸碱中和反应 属于放热反应;
④二氧化碳通过炽热的碳的反应为吸热反应;
⑤食物因氧化而腐败发生的是氧化反应属于放热反应;
⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应;
⑦铁粉与稀盐酸反应是发生的氧化还原反应,反应过程中放热;
综上分析,属于吸热反应的是④⑥;正确选项④⑥。
(3)一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键,非金属元素的原子间容易形成共价键,所以①干冰为固体二氧化碳,存在共价键;②金刚石存在共价键;③NH4Cl存在离子键和共价键;④Na2S存在离子键;①干冰为分子晶体,熔化时破坏的分子间作用力,不需破坏共价键,其余三种熔化时均需要破坏化学键。既存在离子键又存在共价键的是③NH4Cl;正确答案:①;③。
(4)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483kJ·mol-1②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68kJ·mol -1;根据盖斯定律:①×2-②,可以得到H2还原NO2生成水蒸气热化学方程式为:4H2(g) + 2NO2(g)=N2(g) + 4H2O(g) △H=-1034 kJ·moL-1;正确答案: 4H2(g) + 2NO2(g)=N2(g) + 4H2O(g) △H=-1034 kJ·moL-1。
19.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入 1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
(1)从3 min到9 min,υ(H2)=____________mol·L-1·min-1。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是____________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)平衡时CO2的转化率为______________。
(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是__________________。
(5)一定温度下,第9分钟时υ逆(CH3OH) _______(填“大于”、“小于”或“等于”)第3分钟时υ正(CH3OH)。
【答案】(1). 0.125 (2). D (3). 75% (4). 30% (5). 小于
【解析】(1)从3 min到9 min消耗CO2是0.25mol/L,根据方程式可知消耗氢气是0.75mol/L,则υ(H2)=0.75mol/L÷6min=0.125mol·L-1·min-1。(2)A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)时反应速率仍然再发生变化,没有达到平衡状态,A错误;B.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,所以混合气体的密度不随时间的变化而变化不能说明,B错误;C.单位时间内消耗3mol H2,同时一定生成1mol H2O,不能说明反应达到平衡状态,C错误;D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变说明反应达到平衡状态,D正确,答案选D。(3)平衡时消耗CO2是0.75mol/L,则CO2的转化率为0.75/1.00×100%=75%。(4)平衡时剩余氢气是0.75mol,生成水蒸气是0.75mol,则混合气体中CH3OH(g)的体积分数是。(5)第9分钟时反应达到平衡状态,则υ逆(CH3OH) 小于”第3分钟时υ正(CH3OH)。
20.(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,32.0g N2H4 在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是__________________________________。
(2)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20% ~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时:
正极的电极反应式是__________________________________________;
负极的电极反应式是__________________________________________;
(3)传统制备肼的方法,是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________
【答案】(1). N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =-624 kJ/mol (2). O2+2H2O+4e-=4OH- (3). N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ (4). ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O
【解析】
【详解】(1)32.0g N2H4 的物质的量为1mol,1mol N2H4(l)在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),热化学方程式是N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =-624 kJ/mol;正确答案:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =-624 kJ/mol。
(2)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20% ~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时:肼在负极失电子发生氧化反应,极反应为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑;氧气在正极得电子,发生还原反应,极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;正确答案:O2+2H2O+4e-=4OH- ;N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。
(3)NaClO具有氧化性,能够把NH3氧化为肼,NaClO本身被还原为氯化钠,离子反应方程式:ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O;正确答案:ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O。
21.在容积为1.00L容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)⇌2NO2(g),随温度的升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H_____0(填“大于”或“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为_____mol•L﹣1•s﹣1。
(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol•L﹣1•s﹣1的平均速率降低,经10s又达到平衡。T_____100℃(填“大于”或“小于”),判断理由是_____________。
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
【答案】(1). 大于 (2). 0.001 (3). 大于 (4). 正反应方向为吸热反应,改变温度平衡向正反应方向移动。 (5). 逆反应
【解析】
【详解】(1)N2O4无色, NO2呈红棕色,温度升高混合气体颜色变深,说明平衡正向移动,即正反应吸热,因此△H大于0;0~60s 反应速率v(N2O4)=(0.1-0.04)/60=0.001 mol•L﹣1•s﹣1;正确答案:大于;0.001。
(2)改变反应温度使得c(N2O4)减小,故平衡正向移动,根据上述分析正反应吸热,因此温度升高,T大于100℃;正确答案:大于;正反应方向为吸热反应,改变温度平衡向正反应方向移动。
(3)正反应气体体积增大,因此体积减小压强增大,反应逆向移动;正确答案:逆反应。
22.(Ⅰ)如表是A、B两种有机物的有关信息:
A
B
①分子模型为:;
②能使溴的四氯化碳溶液褪色;
③其产量是衡量石油化工水平的标志。
①由C、H、O三种元素组成,是厨房中的常见调味剂;
②水溶液能使紫色石蕊试液变红。
根据表中信息回答下列问题:
(1)关于A的下列说法中,不正确的是_____(填标号)。
a.分子里含有碳碳双键 b.分子里所有的原子共平面 c.结构简式为CH2-CH2
(2)A与H2发生加成反应后生成X,与X在分子组成和结构上相似的有机物有一大类,它们的通式为CnH2n+2。当n=___时,这类机物开始出现同分异构休。
(Ⅱ)已知有机物A~F有如图转化关系:
已知:①2CH3CHO+O22CH3COOH+2H2O;
②CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O(该反应属于消去反应)。
③A的分子式为C10H20O2; ④B分子中含2个甲基;⑤D、E互为具有相同官能团的同分异构体,D能与碳酸氢钠反应放出CO2,E分子烃基上的氢原子若被Cl取代,其一氯代物有3种;⑥F可以使溴的四氯化碳溶液褪色,G为高分子化合物。请填写以下空白:
(1)B可以发生的反应有_____(填序号)。
①取代反应 ②消去反应 ③加聚反应 ④氧化反应
(2)D分子所含有的官能团的名称是________。
(3)写出与D、E具有相同官能团的同分异构体(D、E除外)可能的结构简式______。
(4)写出下列转化的化学方程式:
B+E→A:_______;
B→C:___________;
F→G:__________。
【答案】(1). c (2). 4 (3). ①②④ (4). 羧基 (5). 或CH3CH2CH2CH2COOH (6). +H2O (7). +O2+2H2O (8). n
【解析】
【详解】(Ⅰ)A分子模型为,且A能使溴的四氯化碳溶液褪色,其产量是衡量石油化工水平的标志,所以A是乙烯。B是厨房中的常见调味剂,水溶液能使紫色石蕊试液变红,且由C、H、O三种元素组成,所以B为醋酸。
(1)乙烯的结构简式为CH2=CH2,分子里含有碳碳双键,且分子里所有的原子共平面,故选c;
(2)乙烯与H2发生加成反应后生成乙烷,与乙烷在分子组成和结构上相似的有机物有一大类即烷烃,通式为CnH2n+2。甲烷、乙烷、丙烷都没有同分异构体,从丁烷开始有同分异构体,丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体。所以n=4;
(Ⅱ)D能与碳酸氢钠反应放出CO2,说明D分子中有羧基,D、E互为具有相同官能团的同分异构体,说明E也为羧酸。转化关系图中,B氧化成C,C氧化成D,说明B为醇,C为醛。B和E在浓硫酸作用下生成的A为酯。B转化为D的过程中,碳原子数是不变的,而D和E又是同分异构体,所以B和E的碳原子数相同,A有10个碳原子,所以B、C、D、E都有5个碳原子。E分子烃基上的氢原子若被Cl取代,其一氯代物有3种,所以E的结构简式为。B为醇,而且能氧化成醛,所以B中的羟基连在端点碳原子上,B分子中含2个甲基,所以B的结构简式为或,但转化生成的羧酸为,此为E,所以B为,D为。B转化为F是发生了消去反应,F利用分子中的碳碳双键发生加聚反应生成高分子化合物G。
(1)B为,可以和氢卤酸、羧酸等发生取代反应,可以在浓硫酸作用下发生消去反应,可以被氧气、酸性高锰酸钾溶液氧化,B没有不饱和键,不能发生加聚反应,故选①②④;
(2)D为,分子所含有的官能团是羧基;
(3)与D、E具有相同官能团的有机物还可能为或CH3CH2CH2CH2COOH;
(4)B+E→A发生了酸和醇的酯化反应,化学方程式为: +H2O;
B→C发生的是醇的催化氧化,醇被氧化成醛,化学方程式为:+O2+2H2O;
F→G发生的是烯烃的加聚反应,化学方程式为:n。
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