2022-2023学年上海行知中学高三上学期第一次月考化学试题-含解析
展开上海行知中学2022-2023学年高三上学期第一次月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有关化学用语表示正确的是
A.苯甲酸的结构简式: B.二氧化碳的结构式:O—C—O
C.CH4的比例模型: D.CaCl2的电子式:
【答案】C
【详解】A.苯甲酸是苯环与羧基-COOH相连形成的化合物,其结构简式是,A错误;
B.二氧化碳分子中C原子与2个O原子通过4个共价键结合,使分子中各个原子都达到稳定结构,其结构式:O=C=O,B错误;
C.CH4分子中C原子与4个H原子形成4个共价键,分子的空间构型是正四面体,由于C原子半径比H原子大,所以CH4的比例模型是:,C正确;
D.CaCl2是离子化合物,Ca2+与2个Cl-之间以离子键结合,其电子式为,D错误;
故合理选项是C。
2.氮化铝(AlN)熔融时不导电、难溶于水,常用作砂轮及耐高温材料,由此推知,它应该属于( )
A.离子晶体 B.原子晶体 C.分子晶体 D.金属晶体
【答案】B
【详解】由信息可知,氮化铝常用作砂轮及耐高温的材料,熔融时不导电,为共价化合物,熔点高、硬度大,为原子晶体的性质,所以氮化铝属于原子晶体,B项正确;
答案选B。
3.BF3是非极性分子,下列有关说法错误的是
A.B-F键是极性键 B.空间结构为三角锥型
C.键角均为120° D.所有原子共平面
【答案】B
【解析】BF3的中心原子B价电子对数为3,为sp2杂化,且无孤电子对,形成平面正三角形结构。
【详解】A.不同种元素原子间的共价键是极性键,B-F是极性键,故A正确;
B.BF3是非极性分子,则空间结构为平面正三角形,故B错误;
C.BF3空间结构为平面正三角形,B在三角形的中心,所以键角为120°,故C正确;
D.BF3空间结构为平面正三角形,所有原子共平面,故D正确;
故选B。
4.下列说法不正确的是
A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
【答案】C
【详解】A.烧碱和纯碱均属于离子化合物,熔化时须克服离子键,A项正确;
B.加热蒸发氯化钾水溶液,液态水变为气态水,水分子之间的分子间作用力被破坏,B项正确;
C.CO2溶于水发生反应:CO2+H2O⇌H2CO3,这里有化学键的断裂和生成,C项错误;
D.石墨属于层状结构晶体,每层石墨原子间为共价键,层与层之间为分子间作用力,金刚石只含有共价键,因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D项正确。
故答案选C。
5.将摩擦带电的玻璃棒接近液流,实验现象如图。该实验能说明
A.分子带电,分子不带电
B.是由非极性键形成的极性分子
C.是正四面体形分子
D.分子中正负电荷的重心是重合的
【答案】D
【分析】由于极性分子中正负电荷中重心不重合,将摩擦带电的玻璃棒接近液流时液流会发生偏转,非极性分子分子中正负电荷的重心是重合的,将摩擦带电的玻璃棒接近液流时液流不会发生偏转。
【详解】A.分子和分子均不带电,A错误;
B.该实验说明是极性分子,不能说明其含有非极性键,B错误;
C.该实验说明是非极性分子,不能说明其为正四面体形,C错误;
D.该实验说明是非极性分子,因此分子中正负电荷的重心是重合的,D正确;
答案选D。
6.不能说明Mg的金属性强于Al的是
A.碱性:Mg(OH)2 > Al(OH)3 B.镁、铝与热水的反应
C.镁、铝与强碱溶液反应 D.镁、铝与盐酸的反应
【答案】C
【详解】A.元素最高价氧化物对应水化物的碱性与元素的金属性一致,碱性:Mg(OH)2 > Al(OH)3能够说明Mg的金属性强于Al,A不合题意;
B.元素的单质与水或酸反应的剧烈程度与金属性一致,故通过比较镁、铝与热水的反应的剧烈程度可以说明Mg的金属性强于Al,B不合题意;
C.金属铝与强碱反应是其固有的特性,故不能通过比较镁、铝与强碱溶液反应来说明Mg的金属性强于Al,C符合题意;
D.元素的单质与水或酸反应的剧烈程度与金属性一致,故通过比较镁、铝与盐酸的反应的剧烈程度可以说明Mg的金属性强于Al,D不合题意;
故答案为:C。
7.以下物理量只与温度有关的是( )
A.合成氨工业中,氢气的转化率 B.醋酸的电离度
C.氢气的溶解度 D.水的离子积
【答案】D
【详解】A. 合成氨工业中,氢气的转化率不仅与温度有关,还与压强和氮气的浓度等有关,故A错误;
B. 醋酸的电离度与温度、浓度、溶液酸碱性等因素有关,故B错误;
C. 氢气的溶解度与温度、压强等有关,故C错误;
D. 水的离子积常数只与温度有关,故D正确;
答案选D。
8.有机物TPE具有聚集诱导发光特性,在光电材料领域应用前景广阔,其结构简式如下图所示。下列有关该有机物说法正确的是
A.分子式为C26H22 B.属于苯的同系物
C.一氯代物有3种 D.能溶于水和酒精
【答案】C
【分析】有机物TPE分子可以看做是乙烯分子中四个氢原子被四个苯环所取代,分子式为C26H20,属于不饱和芳香烃,不溶于水,易溶于有机溶剂。
【详解】A项、根据结构简式确定分子式为C26H20,故A错误;
B项、苯的同系物中只含一个苯环且侧链为烷基,该物质中含有多个苯环且含有烯烃基,不是苯的同系物,故B错误;
C项、该有机物中氢原子有3种,有几种氢原子,其一氯代物就有几种,所以有3种一氯代物,故C正确;
D项、该有机物属于烃,不溶于水,易溶于有机溶剂酒精,故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查有机物结构和性质,侧重考查分析能力,注意该分子中氢原子种类,明确官能团及其性质关系是解答关键。
9.下列化学事实能用元素周期律解释的是
A.热稳定性: B.氧化性:
C.酸性: D.共价键极性:
【答案】D
【详解】A.元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性:N>C,所以热稳定性:NH3>CH4,A不符合题意;
B.Cl2为单键相连,N2为三键相连,故氧化性,B不符合题意;
C.H2SO3、HClO都不是S、Cl元素的最高价的含氧酸,因此不能根据元素周期律比较S、Cl元素的非金属性强弱,C不符合题意;
D.元素的非金属性越强,其与H元素形成的共价键的极性就越强。由于元素的非金属性:F>O,所以共价键的极性:F—H>O—H,D符合题意;
故合理选项是D。
10.将一块镀层破损的铁片置于海边潮湿环境中,一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是
A.电子由镀层流向铁 B.铁片凹陷深处产生了较多OH-
C.镀层的金属性比铁弱 D.对铁进行了牺牲阳极的阴极保护
【答案】C
【详解】A.由图可知,铁片被腐蚀,说明铁做负极,电子由铁流向镀层金属,故A不选;
B.铁皮作负极,失电子产生较多的Fe2+,即铁皮凹陷处产生较多的Fe2+,故B不选;
C.构成原电池的条件之一就是由两活性不同的电极,由图可知,铁片被腐蚀,说明铁做负极,所以镀层金属的金属性比铁弱,故选C;
D.如果镀层金属的金属性别铁强,则铁为正极,镀层为负极,则为栖牲阳极保护阴极,但本题中镀层金属的金属性比铁弱,不属于牺牲阳极阴极保护法,故D不选;
答案选C。
11.氢化氨(NH5)与氯化铵结构相似,其与水反应有氢气生成,下列叙述正确的是
A.NH5中氮元素的化合价为+5价 B.NH5溶于水所形成的溶液显酸性
C.NH5与水反应时,水是氧化剂 D.1 mol NH5中含有5NA个N-H键
【答案】C
【详解】A.NH5与氯化铵结构相似,是离子化合物,化学式为NH4H,则其中氮元素的化合价为-3价,A错误;
B.NH5溶于水,与水反应方程式为:NH4H+H2O=NH3∙H2O+H2↑,NH3∙H2O的水溶液显碱性,故NH5溶于水所形成的溶液显碱性,B错误;
C.NH5与水反应时,H2O中+1价的H得到电子被还原为H2中的0价H,所以水是氧化剂,C正确;
D.NH5的结构为NH4H,与H-之间以离子键结合,在中N原子与4个H原子之间以4个N-H共价键结合,故1 mol NH5中含有4NA个N-H键,D错误;
故合理选项是C。
12.火法炼铜首先要焙烧黄铜矿(主要成分为CuFeS2,其中Cu、Fe均为+2价),其反应为:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2。关于此反应,下列说法错误的是
A.SO2既是氧化产物又是还原产物
B.CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
C.每生成1molCu2S,有4mol硫被氧化
D.每转移1.2mol电子,有0.2mol氧气被还原
【答案】C
【分析】反应2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2中,Cu元素由+2价降低为+1价,S元素由-2价升高到+4价,氧气中O元素由0降低为-2价,据此分析解答。
【详解】A.反应中,Cu元素由+2价降低为+1价,S元素由-2价升高到+4价,氧气中O元素由0降低为-2价,则SO2既是氧化产物又是还原产物,故A正确;
B.2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2中,Cu元素由+2价降低为+1价,S元素由-2价升高到+4价,硫元素失电子被氧化,该反应中CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,故B正确;
C.被氧化的S元素由-2价升高到+4价,根据方程式,每生成1 molCu2S,则生成1mol二氧化硫,有1mol硫被氧化,故C错误;
D.S元素由-2价升高到+4价,生成1mol二氧化硫,转移6mol电子,同时消耗1molO2,所以每转移1.2mol电子,有=0.2mol氧气被还原,故D正确;
故选C。
13.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇与水在钢基催化剂上的反应机理相能量图如下:
下列说法正确的是( )
A.反应II的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)→H2(g)+CO2(g) -Q kJ(Q>0)
B.1 mol CH3OH(g)和l mol H2O(g)的总能量大于l mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量
C.选择优良的催化剂降低反应I和II的活化能,有利于减少过程中的能耗
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
【答案】C
【分析】由反应机理图可知,反应Ⅰ为:CH3OH =2H2+CO,反应Ⅱ为:CO+H2O=H2+CO2。由能量图可知,反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,对比能量图中反应Ⅰ的反应物所具有的能量和反应Ⅱ的生成物所具有的能量,可知反应Ⅰ的反应物和反应Ⅱ的生成物所具有的能量的大小关系为:EⅡ生>EⅠ反。据此进行分析。
【详解】A.结合能量图可知,反应Ⅱ为放热反应,根据反应机理图可知,反应Ⅱ的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) +Q kJ(Q>0),选项A错误;
B.结合反应机理和能量图可知,EⅡ生>EⅠ反,即1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,选项B错误;
C.催化剂可以通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能,从而可减少反应过程的能耗,选项C正确;
D.CO(g)属于中间产物,不是催化剂,选项D错误;
答案选C。
14.下列实验中,能达到相应实验目的的是
A
B
C
D
收集HCl
证明氯化银溶解度大于硫化银
证明乙炔可使溴水褪色
验证温度对平衡移动的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.HCl的密度比空气的大,故需用向上排空气法,装置中是向下排空气法,A错误;
B.向1mL 0.1mol/LAgNO3溶液中先滴加几滴0.1mol/L的NaCl溶液,AgNO3过量,再加入几滴0.1mol/L的Na2S溶液,其间不存在沉淀的转化,故不能得出氯化银溶解度大于硫化银,B错误;
C.电石不纯,会产生还原性气体如H2S等,也能使溴水褪色,干扰了检验结果,C错误;
D.温度改变,根据颜色变化可验证温度对平衡移动的影响,D正确;
15.已知W、X、Y、Z均为短周期元素,常温下它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.单质的氧化性: B.简单气态氢化物的热稳定性:
C.简单离子半径: D.X与Z的最高化合价之和为8
【答案】D
【分析】由图象和题给信息可知,浓度均为0.01的溶液,W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的pH都小于7,W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物是酸,说明W、Y、Z都是非金属元素,W、Z最高价氧化物对应的水化物的pH=2,为一元强酸,根据原子序数Z>W,Z是Cl,W是N;Y的最高价氧化物对应的水化物的pH<2,Y的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,为硫酸,Y是S,X的最高价氧化物对应的水化物的pH=12,X的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱,X是Na,可以判断出W、X、Y、Z分别为N、Na、S、Cl,由此回答。
【详解】A.根据元素周期律可得:非金属性越强,元素原子得到电子的能力越强,元素对应单质的氧化性就越强,非金属性:Y<Z,即单质的氧化性:Y<Z,A错误;
B.非金属性越强气态氢化物稳定性越强,氮的电负性大于硫,非金属性强,气态氢化物的稳定性W>Y,B错误;
C.电子层数不相同时,电子层数越多,原子或离子的半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,半径越小,N3-、Na+、S2-、Cl-的半径大小为S2->Cl->N3->Na+,即Y>Z>W>X,C错误;
D.X是Na,最高化合价为+1价,Z是Cl,最高化合价为+7价,它们最高化合价之和为+8,D正确;
答案选D。
16.我国嫦娥五号探测器带回的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是
A.原子半径大小顺序为
B.化合物XW中的化学键为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【分析】由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15, X、Y、Z为同周期相邻元素,可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素,又因X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,故W一定不是第ⅢA族元素,即W一定是第ⅥA族元素,进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si,据此答题。
【详解】A.O原子有两层,Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O,即,A错误;
B.化合物XW即MgO为离子化合物,其中的化学键为离子键,B正确;
C.Y单质为铝单质,铝属于导体,导电性很强,Z单质为硅,为半导体,半导体导电性介于导体和绝缘体之间,故Y单质的导电性能强于Z单质的,C错误;
D.Z的氧化物的水化物为硅酸,硅酸酸性弱于碳酸,D错误;
故选B。
17.香豆素-3-羧酸是日用化学工业中重要香料之一,它可以通过水杨醛经多步反应合成:
下列说法正确的是( )
A.水杨醛的分子式为C7H8O2
B.可用酸性高锰酸钾溶液检验中间体A中是否混有水杨醛
C.中间体A、香豆素-3-羧酸互为同系物
D.1mol香豆素3-羧酸最多能与4 mol H2发生加成反应
【答案】D
【详解】A.根据结构简式可知,水杨醛的分子式为C7H6O2,选项A错误;
B.水杨醛中含有醛基和酚羟基,具有醛和酚的性质;中间体中含有酯基、碳碳双键,具有酯和烯烃性质,二者都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,现象相同,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别,选项B错误;
C.结构相似,在分子组成上相差一个或n个-CH2原子团的有机物互称同系物,中间体中含有酯基、香豆酸-3-羧酸中含有酯基和羧基,二者结构不相似,所以不是同系物,选项C错误;
D.香豆酸-3-羧酸中苯环和碳碳双键能和氢气发生加成反应,则1mol各物质最多能和4mol氢气发生加成反应,选项D正确;
答案选D。
18.某溶液中可能存在如下离子:Fe2+、I-、SO、Na+、Cl-,向溶液中加入少量溴水,再加入CCl4振荡后,上、下层溶液无色。则对于原溶液的情况描述正确的是
A.一定存在SO、Cl- B.一定不存在I-
C.一定存在Na+ D.原溶液呈中性
【答案】C
【详解】由反应方程式:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,可知还原性:I->Fe2+;由I2++H2O=2I-++2H+可知还原性:>I-,即离子的还原性强弱顺序为:>I->Fe2+。某溶液中可能存在如下离子:Fe2+、I-、SO、Na+、Cl-,向溶液中加入少量溴水,首先是被氧化产生,再加入CCl4振荡后,上、下层溶液无色,说明溶液中一定含。但由于Br2水少量,原溶液中可能不含Fe2+、I-,也可能含有这两种离子,由于没有与溴水反应而不能得到检验。由于是阴离子,根据溶液呈电中性,可知该溶液中一定含有阳离子Na+,但不能确定是否含有Cl-,也不能判断溶液是否显中性,故合理选项是C。
19.下列关于可逆反应A(?)+2B(s)⇌C(g)﹣Q叙述正确的是( )
A.当反应达到平衡之后,气体摩尔质量不变,则反应达到平衡状态
B.平衡后,恒温下扩大容器体积,再次平衡后气体密度一定减小
C.平衡后,恒容下升高温度,再次平衡后气体中C的体积分数可能减少
D.平衡后,恒温恒容下,通入气体C,气体C的浓度可能不变
【答案】D
【详解】A.若A不是气体,整个反应体系中只有C为气体,气体的摩尔质量就等于C的摩尔质量,无论是否达到平衡都是个定值,故A错误;
B.若A不是气体,整个反应体系中只有C为气体,气体密度与摩尔质量成正比,摩尔质量不变,气体密度不变,故B错误;
C.若A不是气体,整个反应体系中只有C为气体,正反应吸热,升高温度,平衡虽然正向移动,但只有C是气体,C的体积分数不变,故C错误;
D.平衡后,恒温恒容下通入C气体,若A不是气体,平衡数K=c(C),温度不变,平衡常数不变,故C的浓度不变,故D正确;
故选:D。
20.反应2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g)+Q(Q>0)可用于消除汽车尾气中的有害气体。在密闭容器中充入4 mol NO和5 mol CO,平衡时NO的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法错误的是
A.温度:T1>T2
B.a点达到平衡所需时间比c点短
C.c点NO的平衡转化率:50%
D.若在e点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中的c点
【答案】D
【详解】A.由图可知,相同压强下,T1温度时NO的体积分数更大,说明T1温度下,反应向右进行的程度更小;由于该反应为放热反应,所以温度越低,越有利于反应正向进行,所以T1>T2;A项正确;
B.一般,温度越高,反应速率越大,达到平衡所需的时间会越短,所以a点达到平衡所需的时间比c点短;B项正确;
C.c点对应的平衡状态,NO的体积分数为25%,所以列三段式:,所以有:,解得x=2,那么NO的平衡转化率即:50%,C项正确;
D.由图可知,e点对应的NO的体积分数与c点对应的相同;结合反应可知,升温会使反应逆向移动,导致NO的体积分数会增加,减压也会使反应逆向移动,导致NO的体积分数增加;所以升温和减压后,NO的体积分数必然增加,达到平衡状态时,NO的体积分数一定比c点对应的体积分数大,D项错误;
答案选D。
二、填空题
21.氮元素在自然界中存在多种价态,结合题干回答下列问题:
(1)如图所示为元素周期表中氮元素部分信息,数据“14.01”表示的是_______;氮元素原子核外有_______个未成对电子,最外层有_______种能量不同的电子。
(2)氮和磷是同主族元素,下列能说明二者非金属性相对强弱的是_______(填编号)。
A.NH3比PH3稳定性强
B.Na3PO4溶液与HNO3反应生成H3PO4
C.硝酸显强氧化性,磷酸不显强氧化性
D.氮气常温是气体,磷单质是固体
(3)已知,氯胺NH2Cl熔点-66℃,NH4Cl熔点340℃,氯胺的电子式为_______。
(4)NH2Cl比HClO稳定性高,易水解,因水解后能产生可杀菌消毒的物质而成为饮用水的缓释消毒剂,NH2Cl发生水解的化学方程式为_______。
(5)将等浓度等体积的氨水与盐酸混合后,溶液中离子浓度大小关系为_______。
(6)下列做法能使氯化铵溶液中的 c(NH)与 c(Cl-)比值变大的是_______(选填编号)
A.通入少量氯化氢 B.加入固体氯化铵
C.降低溶液温度 D.加入少量固体氢氧化钠
(7)肼(N2H4)又称联氨,具有很强的还原性。已知在酸性条件能与MnO2反应,产生N2、 Mn2+、H2O,写出该反应的离子方程式并配平_______。
【答案】(1) 氮元素的相对原子质量 3 2
(2)AB
(3)
(4)NH2Cl+H2OHClO+NH3
(5)[Cl-]>[NH]>[H+]>[OH-]
(6)BC
(7)N2H4 + 2MnO2 + 4H+→ N2 + 2Mn2+ + 4H2O
【解析】(1)
数据“14.01”表示的是氮元素的相对原子质量,氮原子核外电子排布式为:1s22s22p3,则核外有3个未成对电子,最外层有2种能量不同的电子,故答案为:氮元素的相对原子质量;3;2;
(2)
元素的非金属性越强,氢化物越稳定、最高价含氧酸的酸性越强,
a.元素的非金属性越强,氢化物越稳定,NH3比PH3稳定性强,说明非金属性氮强于磷,故a正确;
b.Na3PO4溶液与HNO3反应生成H3PO4,说明酸性硝酸强于磷酸,元素的非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则非金属性氮强于磷,故b正确;
c.硝酸显强氧化性,磷酸不显强氧化性,酸的氧化性与元素的非金属性无关,故c错误;
d.氮气常温是气体,磷单质是固体,单质的状态与元素的非金属性无关,故d错误;
故答案为:ab;
(3)
氯胺中所有原子最外层均满足饱和结构,氯胺分子的电子式为,故答案为:;
(4)
氯胺在水中部分发生水解反应生成氨气和次氯酸,其反应的化学方程式为NH2Cl+H2O⇌NH3+HClO,故答案为:NH2Cl+H2O⇌NH3+HClO;
(5)
将等浓度等体积的氨水与盐酸混合后,二者恰好反应产生NH4Cl,该盐是强酸弱碱盐,发生水解反应而消耗,而Cl-不发生反应,所以c(Cl-)>c();发生水解反应,消耗水电离产生的OH-,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH-);但盐水解程度是微弱的,盐电离产生的离子浓度远大于其水解产生的离子浓度,则c()>c(H+),故该溶液中含有的各种离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-),故答案为:c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-);
(6)
a.通入少量氯化氢,NH4Cl的水解平衡逆向移动,导致c()增大,但平衡移动趋势是微弱的,最终达到平衡水溶液中c()与c(Cl-)比值变小,故a错误;
b.加入固体氯化铵,溶液中NH4Cl水解程度减小,最终达到平衡时c()与c(Cl-)比值变大,故b正确;
c.盐水解反应是吸热反应,降低溶液温度,水解平衡逆向移动,最终达到平衡时溶液中c()与c(Cl-)比值变大,故c正确;
d.加入少量固体氢氧化钠反应消耗变为NH3•H2O,c()减小,因此最终达到平衡时溶液中c()与c(Cl-)比值变小,故d错误;
故答案为:bc;
(7)
肼(N2H4)又称联氨,具有很强的还原性,在酸性条件能与MnO2反应,产生N2、Mn2+、H2O,其反应的离子方程式为:N2H4+2MnO2+4H+=N2+2Mn2++4H2O,故答案为:N2H4+2MnO2+4H+=N2+2Mn2++4H2O。
22.工业上烟气脱氮的原理 NO(g) + NO2(g) + 2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)+Q(Q>0)
(1)温度升高,平衡常数 K 值_______(选填“字母”,下同),在达到新的平衡前,正反应速率_______,逆反应速率_______。
a. 减小 b. 增大 c. 先减小后增大 d. 先增大后减小
(2)若反应在恒容条件下进行,能说明反应已经达到平衡状态的是_______(填序号)
A.容器内混合物的质量不变 B.容器内气体的压强不变
C.反应消耗 0.5mol NO的同时生成1mol N2 D.NO2的浓度不变
(3)向2 L密闭容器中加入反应物,10 min后达到平衡,测得平衡时气体的物质的量增加了0.2mol,则用 H2O(g)表示的平均反应速率为_______。
(4)如图是P1压强下NO的转化率随反应时间(t)的变化图,请在图中画出其他条件不变情况下,压强为 P2(P2> P1)下NO的转化率随反应时间变化的示意图______。
【答案】(1) a b d
(2)BD
(3)0.03mol/(L•min)
(4)
【详解】(1)反应为放热反应,升温平衡向吸热反应方向进行,平衡逆向进行,平衡常数K值减小,在达到新的平衡前,升高温度正反应速率增大,逆反应速率也增大,但升温对逆反应速率影响更大,平衡逆向移动,随后逆反应速率减小,故答案为:a;b;d;
(2)A.容器内混合物的质量始终不变,质量不变不能说明正逆反应速率相同,故A错误;
B.反应前后气体物质的量变化,当容器内气体的压强不变,说明反应处于平衡状态,故B正确;
C.反应消耗 0.5mol NO的同时生成1mol N2,只能说明反应正向进行,不能说明反应处于平衡状态,故C错误;
D.NO2的浓度不变是平衡标志,故D正确;
故答案为BD;
(3)依据方程式可知气体增加的物质的量就是参加反应的NO的物质的量,即消耗0.2molNO,所以生成0.6mol水蒸气,则用H2O(g)表示的平均反应速率v==0.03mol/(L•min);
(4)该反应是气体分子数增大的反应,压强增大平衡逆向进行,NO的转化率减小;压强越大反应速率大,达到平衡所需时间少,先拐先平压强大,NO转化率小,据此画出图象为:。
三、实验题
23.常温下将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后改向其中滴加浓NaOH 溶液至恰好完全反应。上述整个实验过程中溶液的pH变化曲线如图所示(不考虑次氯酸的分解以及溶液体积的变化)。
(1)b点对应的溶液中存在多个平衡,含氯元素的平衡是_______、_______。
(2)写出b点对应溶液中的电荷守恒式_______。并且比较c(HClO):a点_______b点; c(Cl-):b点_______c点(填>、<或=)。
(3)已知HClO的杀菌能力比ClO-强,氯水处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差,可能原因是_______(一种原因即可)。
(4)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
①a中的试剂为_______。
②c中化学反应的离子方程式是_______
③d的作用是_______,可选用试剂_______(填编号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,再分别滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕黄色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显_______色。可知该条件下KClO3的氧化能力_______NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】(1) Cl2+H2OHClO+HCl(离子方程式也得分 Cl2+H2OHClO+H++Cl-) HClOH++ClO- (Cl2(g) Cl2(aq))
(2) c(H+)=c(ClO–)+ c(Cl–)+ c(OH–) < <
(3)夏季,温度高,HClO易分解,HClO浓度减小,杀菌效果比在冬季差(或HClO电离是吸热过程,夏季有更多的HClO电离为H+和ClO-,HClO浓度减小;或温度高氯气的溶解度降低,HClO浓度减小。)
(4) 饱和食盐水 Cl2+2OH−→ClO−+Cl−+H2O 吸收尾气Cl2 AC
(5) 紫红 小于
【分析】本实验的目的是制备KClO3和NaClO,首先利用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气,生成的氯气中混有挥发出来的HCl气体,可以在装置a中盛放饱和食盐水,洗气将HCl除去,装置b中氯气与KOH溶液水浴加热反应,得到KClO3,过量的氯气进入装置c中,与NaOH溶液在冰水浴条件下反应得到NaClO,装置d中的NaOH溶液吸收尾气。
(1)
氯气与水的反应属于可逆反应,HClO属于弱酸,存在电离平衡,所以Cl2缓慢通入水中至饱和,溶液中存在的含氯元素的平衡是Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO和 HClO⇌H++ClO-,故答案为:Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO;HClO⇌H++ClO-;
(2)
氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,氯化氢完全电离生成氢离子,HClO部分电离,b点是氯水的饱和溶液,由于氯化氢和次氯酸都电离产生氢离子,溶液中的电荷守恒为c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-);当氯气与水反应达到平衡状态时,HClO的浓度最大,b点是氯水的饱和溶液,达到平衡状态,即b点次氯酸的浓度最大,则c(HClO):a点<b点;加入氢氧化钠溶液会生成NaCl,溶液中氯离子浓度增大,所以c(Cl-):b点<c点,故答案为:c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-);<;<;
(3)
HClO不稳定,受热易分解,氯水处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差,是因为夏季温度高,HClO易分解,故答案为:夏季温度高,HClO易分解,杀菌效果比在冬天差;
(4)
①装置a的作用应是除去氯气中混有的HCl气体,所以盛放的试剂为饱和食盐水,故答案为:饱和食盐水;
②c中氯气与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
③装置d的作用是吸收尾气Cl2,
a.氯气具有氧化性,能与Na2S发生氧化还原反应,可被吸收,a选;
b. NaCl溶液中氯离子抑制氯气的溶解,不可用于吸收氯气,b不选;
c.氯气能与碱溶液反应,氯气和Ca(OH)2反应生成氯化钙和次氯酸钙,氯气可被吸收,c选;
d.氯气是酸性气体,不能被H2SO4溶液吸收,d不选;
故选ac;
(5)
1号试管中的KClO3溶液不能将I-氧化为单质I2;而2号试管中的NaClO溶液可将I-氧化为I2,故在此条件下氧化性:KClO3小于NaClO,碘单质更易溶于四氯化碳有机物,CCl4层显紫红色,故答案为:紫红;小于。
四、有机推断题
24.奥昔布宁是具有解痉和抗胆碱作用的药物。其合成路线如下:
已知:
①
②R3COOR4+R5COOR6R3COOR6+R5COOR4
回答以下问题:
(1)A是芳香族化合物,A分子中含氧官能团的名称为___________,B→C的反应类型是___________。
(2)E的结构简式是___________。
(3)J→K的化学方程式是___________。
(4)已知:G、L和奥昔布宁的沸点均高干200℃,G和L发生反应合成奥昔布宁,通过在70℃时左右蒸出___________(填物质名称)来促进反应。
(5)写出所有同时满足下列条件的F的同分异构体的结构简式:___________。
①苯环上的一氯代物有两种;
②能与碳酸氢钠溶液反应;
③能发生银镜反应
(6)根据已有知识,设计由苯乙烯()合成E的合成路线(无机试剂任选)_____。
(合成路线常用的表示方式为:甲乙目标产物。
【答案】 酚羟基 取代反应 HC≡CCH2OH+CH3COOHCH3COOCH2C≡CH+H2O 乙酸甲酯
【分析】A为芳香族化合物,分子式为C6H6O,为苯酚,苯酚与氢气发生加成反应制得B,B为环己醇,结构简式为;环己醇可以与浓盐酸在加热的条件下反应生成C,C为一氯环己烷,结构简式为,由反应①可知,C可以与Mg和乙醚反应制得D,D为,根据D与F生成G,根据G的结构简式可知,E的结构简式为,E与浓硫酸和甲醇在加热的条件下反应制得F,F的结构简式为;由K的结构简式可知,J的结构简式为HC≡CCH2OH,与乙酸和浓硫酸发生酯化反应制得K,K与HN(C2H5)2和甲醛反应制得L,L和G根据提示信息②可得奥昔布宁的结构简式为。
【详解】(1)综上分析,A是苯酚,其分子中含氧官能团的名称为酚羟基,B为环己醇与氯化氢在加热条件下反应生成C,B→C的反应类型是取代反应。
(2)根据G的结构简式可知,E的结构简式是。
(3)由K的结构简式可知,J的结构简式为HC≡CCH2OH,与乙酸和浓硫酸发生酯化反应制得K,J→K的化学方程式是HC≡CCH2OH+CH3COOHCH3COOCH2C≡CH+H2O。
(4)已知:G、L和奥昔布宁的沸点均高干200℃,G和L发生反应合成奥昔布宁,是可逆反应,反应过程中生成乙酸甲酯,通过在70℃时左右蒸出乙酸甲酯,生成物浓度减小,促进反应正向进行。
(5)F的结构简式为,其同分异构体满足①苯环上的一氯代物有两种,说明苯环上有两个不同的取代基且在对位;②能与碳酸氢钠溶液反应,说明分子中含有羧基;③能发生银镜反应,说明分子中含有醛基,则满足条件的有机物为。
(6)由苯乙烯()合成E的合成路线,可先将苯乙烯与溴单质发生加成反应,生成,再与氢氧化钠水溶液在加热条件下发生取代反应生成,最后发生氧化反应制得,合成路线如下:
。
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