山东省聊城市2020-2022三年高一化学下学期期末试题汇编3-非选择题
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1. (2020春·山东聊城·高一期末)原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。将锌片和铜片插入相同浓度的稀硫酸中,如图所示:
回答下列问题:
(1)下列说法正确的是________。
a.甲、乙均为化学能转变为电能的装置
b.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
c.甲、乙溶液中的pH均增大
d.若将稀硫酸换为硫酸铜溶液,则甲、乙中铜片的质量均增加
(2)甲、乙中构成原电池的正极电极反应式为_________,原电池工作过程中,电流由_________(填“铜片”或“锌片”)经导线流向___________(填“铜片”或“锌片”);溶液中的向________(填“正极”或“负极”)移动。
(3)当甲中溶液质量增重时,电极上转移电子数目为_________,生成的氢气在标准状况下的体积为________。
(4)对甲、乙装置做如下变化后,可形成原电池的是__________。
a.甲中铜片换成锌片
b.乙中锌片和铜片相互倾斜至上端接触
c.甲中稀硫酸用乙醇代替
2. (2022春·山东聊城·高一统考期末)硫酸是重要的化工产品,可用于生产化肥、农药、炸药、染料等。工业制硫酸的原理示意图(反应条件和部分生成物已略去)如下:
(1)质量相同的和的物质的量之比为_______。
(2)黄铁矿制硫酸产生的废气中含有,可用双脱硫法处理,过程如下图所示,其中可循环使用的试剂是_______,写出双碱法脱硫法的总反应方程式:_______。
(3)甲、乙两位同学用铜和硫酸作原料,设计了两种制取硫酸铜的方案。
方案甲:铜与浓硫酸加热直接反应,即Cu→。
方案乙:Cu→CuO→。
①方案甲中,铜和浓硫酸发生反应的化学方程式是_______。该反应体现了浓硫酸的_______。
②这两种方案,你认为哪一种方案更合理?_______。理由是_______。
3. (2022春·山东聊城·高一统考期末)电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。
(1)用图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的硫酸铜溶液,乙中A为电流计。请回答下列问题:
①以下叙述中,正确的是_______(填选项字母)。
a.乙中铜片表面发生还原反应 b.甲、乙两装置中的反应速率相同
c.甲、乙两装置中的锌片均是负极 d.乙溶液中向铜片方向移动
②乙装置中正极的电极反应式为_______,假设反应前两电极质量相等,若电路导线上通过电子0.5,则理论上两极质量相差_______g。
(2)氢气是未来最理想的能源之一,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛()表面作用使海水分解得到氢气的新技术,,制得的氢气可用于燃料电池。
①分解海水的反应属于_______反应(填“放热”或“吸热”),完全燃烧生成等质量的“水”,反应生成_______(填“液态”或“气态”)“水”时能量变化大。
②某氢氧燃料电池的工作原理示意如图所示,a、b均为惰性电极。
则b极的电极反应式为_______。
4. (2022春·山东聊城·高一统考期末)回答下列问题:
(1)近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂的作用下合成甲醇()是其中的一个研究项目,该研究发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO与反应合成甲醇:
Ⅱ.与反应合成甲醇:
①上述反应符合原子经济性的是反应_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
②在一定温度下容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ,下列说法正确的是_______。
a.向其中充入Ar,压强增大,化学反应速率增大
b.通过调控反应条件,可以改变该反应进行的程度
c.同一方向的反应速率关系为
d.容器内压强不再发生变化,说明达到平衡
(2)一定条件下,容积2L的密闭容器中,将4molL气体和2molM气体混合,发生如下反应:,10min末达到平衡,生成0.6mol R,测得Q的浓度为0.9mol/L。计算:
①前10min内用M表示的化学反应速率为_______。
②化学方程式中x值为_______。
③L的转化率是_______。
④反应起始至平衡时,反应容器内气体的平均相对分子质量随着反应的进行而_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
5. (2021春·山东聊城·高一统考期末)图1是自然界中硫元素的存在示意图,图2是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。请回答下列问题:
(1)图2中N所对应图1中物质的化学式为_______,Y与金属铜反应所得产物的化学式为_______。
(2)X与Z反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(3)碳和M的浓溶液反应生成Z的化学方程式为_______。
(4)从分类角度分析判断,下列物质不属于酸性氧化物的是_______。
A.SO2 B.SO3 C.SiO2 D.NO2
(5)Na2SO3溶液易变质,实验室检验Na2SO3溶液是否变质的基本操作是_______。
6. (2021春·山东聊城·高一统考期末)我国提出争取在2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。
(1)科学家们经过探索实践,建立了如图所示的CO2新循环体系:
根据上图分析,下列相关说法错误的是
A.化学变化中质量和能量都是守恒的
B.CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率为100%
C.将CO2还原为甲醇能有效促进“碳中和”
D.无机物和有机物可以相互转化
(2)在容积为2L的恒温密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
0min
3min
6min
9min
12min
n(CH3OH)/mol
0
0.50
0.65
0.75
0.75
n(CO2)/mol
1
0.50
0.35
a
0.25
①下列说法正确的是_______。
a.反应达到平衡后,反应不再进行
b.使用催化剂是可以增大反应速率,提高生产效率
c.改变条件,CO2可以100%地转化为CH3OH
d.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
②a=_______;3~6min内,v(CO2)=_______。
③12min末时,混合气体中CH3OH的物质的量分数为_______。
④第3min时v正(CH3OH)_______(填“>”、“<”或“=”)第9min时v逆(CH3OH)
7. (2021春·山东聊城·高一统考期末)探究原电池原理并应用原电池原理制作多种电池,对现实生活具有重要的意义。
(1)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用时,设计了如下实验:
①甲、乙两装置工作时,电流计指针的偏转方向是否相同?_______。乙装置中负极的电极反应式是_______。
②根据上述实验结果分析,下列说法正确的是__________
a.构成原电池负极的金属总是比正极活泼
b.镁的金属活泼性不一定比铝的强
c.金属在原电池中作正极还是负极,既与金属活泼性有关,还与电解质溶液的成分有关
(2)铅酸蓄电池是常见的二次电池,放电时发生反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。该电池的负极材料为_______;该电池充电时,其能量转化形式为_______。
(3)氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效的特点,其简易装置如图所示:铂电极b上的电极反应式为_______,室温下,若该电池消耗1molH2时可提供电能257.4kJ的能量,则该燃料电池的能量转化率为_______。(已知:室温下,1molH2完全燃烧生成液态水时,释放286.0kJ的能量。)
8. (2020春·山东聊城·高一期末)某同学设计实验制备并探究其性质。
(1)氨气的制备
①仪器X的名称为_______;氨气的发生装置可选用上图中的________,反应的化学方程式为__________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选用上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气的性质实验。已知氦气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,装置如图所示。实验时H中出现无色液体。
①G中还原剂和氧化剂的物质的量之比为_________,G中的现象为__________。
②向H中的无色液体中滴入紫色石蕊试液的现象为_________,原因是___________。(用方程式表示)
9. (2022春·山东聊城·高一统考期末)人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮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)实验装置A中制备的化学方程式为_______。
(2)B装置中盛放的试剂可能是_______,装置D中盛放无水硫酸铜仪器的名称是_______。
(3)该反应装置的缺陷是_______。
(4)实验发现C中固体完全变红,D中无水硫酸铜变蓝,还产生一种单质气体。实验后取C中红色固体于试管中,加入过量稀硫酸。已知:Cu和均为红色固体,。
①若溶液不变蓝,C中发生的总反应方程式为:_______。
②若溶液变蓝,证明红色固体中_______(填“有”或“没有”),经称量反应前C中CuO质量为8g,反应后C中红色固体质量为6.8g,则红色固体中金属铜的质量分数为_______%(保留小数点后两位)。
10. (2021春·山东聊城·高一统考期末)氮氧化物(NOx)是大气污染物之一,处理工业废气中的NOx对于环境保护具有重要的意义。
(1)在一定条件下NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)。
①用装置A制备NH3,其中发生反应的化学方程式为_______;装置B内的试剂是_______。
②装置D中发生反应的离子方程式是_______,铜丝可抽动的优点是_______。
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为_______。
(2)用NaOH溶液吸收法处理NOx(仅含NO、NO2)。已知过程中发生的反应有:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O;2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图:
(α表示NOx中NO2的含量):
用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=_______,c(NaOH)=_______。
②若一定体积的NOx被250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8g,则x的值为_______。
11. (2020春·山东聊城·高一期末)海带中含有碘元素,从海带中提取碘并验证其性质。提取过程如图所示:
(1)验证“含溶液”和“含溶液”中含有的和所需的试剂分别是______和_______。
(2)步骤④的反应中被还原为,反应的离子方程式为__________;、稀硫酸可用_______代替。
a. b. c.、稀硫酸 d.
(3)海带灰中含有的可溶性硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤___________(填序号)中实现与碘分离。
(4)某同学制得的粗碘中含有少量,对粗碘进行提纯的装置如图所示,采用的分离方法是________;a、b为冷凝水进出口,其中__________(填“a”或“b”)接水龙头,最终能得到较多较高纯度的单质碘。
12. (2020春·山东聊城·高一期末),是工业制硫酸的主要反应之一,研究该反应的速率和限度有着重要的现实意义。
(1)反应过程的能量变化如图所示:
该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)一定条件下,在的密闭容器中加入、和,在末达到平衡,测得。
①时间段的化学反应速率为_________。
②末__________。
③若改变下列一个条件,写出该反应速率的变化(填“增大”、“不变”或“减小”)。
a.升高温度________
b.再充入________
c.再充入氩气,使容器压强增大_________
d.将容器的容积扩大至_______
④下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________,
a.
b.
c.混合气体的压强不再变化
d.、和不再变化
e.单位时间内生成的同时生成
13. (2020春·山东聊城·高一期末)丙烯酸某酯天然存在于菠萝等水果中,是一种食品用合成香料。合成流程如图:
已知:A是一种气态烃,在标准状况下的密度是,其产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平。回答下列问题
(1)A的分子式为_________,丙烯酸分子中含氧官能团的名称是________。
(2)反应①、②的有机反应类型分别为________、________。
(3)丙烯分子中在同一平面上的原子最多有________个。
(4)反应③的化学方程式为________。D中含有的B、C可用_________除去。
(5)该丙烯酸某酯久置自身会发生聚合反应,所得聚合物具有较好的弹性,可用于生产植物和皮革处理剂。该聚合物的结构简式为________。
14. (2022春·山东聊城·高一统考期末)乳酸是重要的果味添加剂,也是重要的化工原料。下图是获得乳酸的两种方法。
已知:RCHORCHOHCNRCHOHCOOH
(1)物质A的分子式为_______,乳酸所含官能团的名称是_______。
(2)等物质的量的乳酸分别足量金属钠、足量碳酸氢钠反应,标准状况下产生气体的体积之比为_______。
(3)反应①的反应类型是_______。
(4)写出反应E→F的化学方程式_______。
(5)F可以被进一步氧化,生成G,E和G浓硫酸的作用下可以生成具有芳香气味的物质。
①写出E和G反应的化学方程式_______。
②为除去芳香气味物质中混有的E和G,用到的试剂是_______,分离的方法是_______。
15. (2021春·山东聊城·高一统考期末)有机化合物A的相对分子质量是28的烃,B和D都是日常生活食品中常见的有机物。它们的转化关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)石油通过_______(填“蒸馏”、“干馏”或“裂解”)可获得A。
(2)①的反应类型为_______,D分子中所含官能团的名称为_______。丙烯与A互为同系物,聚丙烯的结构简式为_______。
(3)反应④的化学方程式为:_______,该反应中,浓硫酸所起的作用是_______。
(4)以淀粉为原料经反应⑤、⑥也可制得B,下列说法正确的是_________
a.淀粉属于糖类,糖类都是高分子化合物
b.反应⑤⑥都属于水解反应
c.淀粉水解的最终产物可用银氨溶液或新制氢氧化铜检验
参考答案:
1. c 铜片 锌片 负极 b
【详解】(1) a.甲具备了形成原电池的条件,故甲属于原电池;乙没有形成闭合回路,故乙不属于原电池,故乙不能将化学能转变为电能,a不正确;
b.乙不属于原电池,b不正确;
c.甲、乙溶液中都发生了锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,故pH均增大,c正确;
d.若将稀硫酸换为硫酸铜溶液,则甲中铜片作正极,铜离子在其表面得到电子析出铜,故其质量增加,而乙中铜片的质量不变,d不正确。
综上所述,相关说法正确的是c。
(2)甲构成原电池,其正极电极反应式为。原电池工作过程中,电流由正极流向负极,即由铜片经导线流向锌片;溶液中的向负极移动。
(3)甲中每溶解1molZn同时生成1mol H2 ,溶液的质量增加63g,转移2mol e-。因此,按此比例进行计算可知,当甲中溶液质量增重时,电极上转移电子的物质的量为0.1mol,其数目为,生成的氢气的物质的量为0.05mol,其在标准状况下的体积为0.05mol´22.4L/mol=。
(4) a.甲中铜片换成锌片,则两个电极相同,不能形成原电池,a不符合题意;
b.乙中锌片和铜片相互倾斜至上端接触,则可形成闭合回路,可以形成原电池,b符合题意;
c.甲中稀硫酸用乙醇代替,由于乙醇不能与锌发生氧化还原反应,故其不能形成原电池,c不符合题意。
综上所述,对甲、乙装置做相应的变化后,可形成原电池的是b。
2. (1)5:4
(2) NaOH
(3) 强氧化性、酸性 方案乙 无污染,原料利用率高
【分析】硫磺或黄铁矿在空气中燃烧或煅烧生成二氧化硫,二氧化硫继续与氧气在催化剂作用下反应生成三氧化硫,三氧化硫被浓硫酸吸收生成硫酸,据此解答。
(1)质量相同的和的物质的量之比为。
(2)根据示意图可知过程Ⅰ是氢氧化钠吸收二氧化硫生成亚硫酸钠,过程Ⅱ是亚硫酸钠与氢氧化钙、氧气反应生成硫酸钙和氢氧化钠,所以循环使用的试剂是NaOH,双碱法脱硫法的反应物是二氧化硫、氢氧化钙和氧气,生成物是硫酸钙和水,所以总反应方程式为;
(3)①方案甲中,铜和浓硫酸发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式是。反应中硫元素化合价降低,同时还有硫酸铜生成,因此该反应体现了浓硫酸的强氧化性、酸性。②由于方案甲中有二氧化硫生成,方案乙中硫酸全部转化为硫酸铜,无污染,原料利用率高,所以方案乙合理。
3. (1) ad 32.25
(2) 吸热 液态
【解析】(1)①a.乙装置构成原电池,锌是金属性强于铜,锌是负极,铜是正极,铜片表面发生铜离子得到电子的还原反应,a正确;b.甲中发生化学反应,乙中发生原电池反应,所以乙装置中的反应速率大,b错误;c.甲装置不能构成原电池,乙装置构成原电池,其中锌片是负极,c错误;d. 乙装置构成原电池,铜是正极,原电池中阳离子移向正极,所以乙溶液中向铜片方向移动,d正确;答案选ad;②乙装置中正极上铜离子放电,电极反应式为,假设反应前两电极质量相等,若电路导线上通过电子0.5,负极消耗0.25mol锌,正极有0.25mol铜析出,则理论上两极质量相差65g/mol×0.25mol+64g/mol×0.25mol=32.25g。
(2)①分解海水需要吸热,所以反应属于吸热反应,由于气态水转化为液态水放热热量,所以完全燃烧生成等质量的“水”,反应生成液态“水”时能量变化大。②根据电子流向可知a是负极,b是正极,氧气在正极放电,则b极的电极反应式为。
4. (1) Ⅰ bd
(2) 0.06mol/(L·min) 3 60% 增大
【解析】(1)①反应Ⅰ属于化合反应,原子利用率100%,符合原子经济性;反应Ⅱ除生成甲醇外,还生成水,原子利用率不是100%,不符合原子经济性;故答案为Ⅰ;②a.恒温恒容时,充入Ar,随压强增大,但组分浓度不变,即化学反应速率不变,故a说法错误;b.该反应为可逆反应,可以通过改变温度、压强、浓度等,改变该反应进行程度,故b说法正确;c.化学反应速率之比等于化学计量数之比,即3v(CO2)=v(H2),故c说法错误;d.该反应为气体物质的量减少的反应,相同条件下,压强之比等于气体物质的量之比,因此压强不再改变,说明反应Ⅱ达到平衡,故d说法正确;答案为bd;
(2)①10min末达到平衡,生成0.6molR,同时消耗M的物质的量为1.2mol,用M表示反应速率v(M)==0.06mol/(L·min);故答案为0.06mol/(L·min);②达到平衡时,生成Q的物质的量为0.9mol/L×2L=1.8mol,则有,解得x=3;故答案为3;③生成生成0.6molR,同时消耗L的物质的量为2.4mol,则L的转化率为=60%;故答案为60%;④x=3,推出该反应为气体物质的量减少的反应,组分都是气体,则气体总质量保持不变,根据,随着反应进行,气体平均相对分子质量增大;故答案为增大。
5. (1) CuFeS2 Cu2S
(2)1:2
(3)
(4)D
(5)取少量溶液,加入过量稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则亚硫酸钠溶液变质;否则,未变质。
【分析】(1)
图2中N所对应图1中物质中硫的化合价为-2,则该物质为二硫化亚铁铜、化学式为CuFeS2,硫单质氧化性较弱、只能将铜氧化到+1价、Y(S)与金属铜反应所得产物的化学式为Cu2S。
(2)
X与Z的反应为,氧化剂(SO2)与还原剂(H2S)的物质的量之比为1:2。
(3)
碳和M的浓溶液反应生成Z,即:碳和浓硫酸在加热下发生反应,生成二氧化硫、二氧化碳和水,化学方程式为。
(4)
SO2、SO3和 SiO2均可与等碱溶液反应发生盐和水,反应过程中元素化合价不变,故均为酸性氧化物、二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,发生氧化还原反应,则不属于酸性氧化物的是NO2,答案选D。
(5)
亚硫酸钠易被空气中的氧气氧化为硫酸钠,所以要检验亚硫酸钠是否已变质,只要检验是否存在硫酸根即可,则具体的操作是:取少量溶液,加入过量稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则亚氯酸钠溶液变质;否则,未变质。
6. (1)B
(2) bd 0.25 30%
【分析】(1)
A.化学反应过程中元素种类不变、原子数目不变,则化学变化中质量和能量都是守恒的,A正确;
B.由元素守恒可知,CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率不可能为100%,B错误;
C. 由图知,甲醇燃烧等转变为二氧化碳、又可将CO2还原为甲醇,则能有效促进“碳中和”, C正确;
D. 无机物和有机物可以相互转化,D正确;
则说法错误的是B。
(2)
①a.反应达到平衡后,正逆反应速率相等,反应仍在进行,处于动态平衡,a错误;
b.使用催化剂是可以增大反应速率,提高单位时间的产量、提高生产效率,b正确;
c.CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g)为可逆反应,改变条件,可改变CO2的转化率,但不可以100%地转化为CH3OH,c错误;
d.通过调控反应条件,促使平衡右移,即可以提高该反应进行的程度,d正确;
则说法正确的是bd。
②由图知,9min时已达平衡状态,则a=0.25;3~6min内,。
③一开始充入lmolCO2和3molH2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g),12min末时,n(CH3OH)=0.75mol,n(CO2)=0.25mol,则:,混合气体中CH3OH的物质的量分数为。
④其余条件相同时,反应物浓度大,反应速率快。第3min时反应物浓度比第9min大,则第3min时v正(CH3OH)第9min时v逆(CH3OH)。
7. (1) 否 c
(2) Pb 电能转化为化学能
(3) 90.0%
【分析】(1)
①甲、乙两装置工作时,电池总反应不同,甲装置的总反应为镁和氢离子反应,Mg为负极、Al为正极;乙装置的总反应为铝和氢氧化钠溶液反应, Al为负极、Mg为正极;则电流计指针的偏转方向不相同,答案为:否。乙装置中负极为Al失去电子被氧化,电极反应式是。
②a.原电池工作时发生氧化还原反应,负极上发生氧化反应,而构成原电池负极的金属不一定比正极活泼,因为反应电极跟电解质的性质有关,a错误;
b.镁的金属活泼性一定比铝的强,但镁不一定作原电池的负极,b错误;
c.由①可知,金属在原电池中作正极还是负极,既与金属活泼性有关,还与电解质溶液的成分有关,c正确;
则说法正确的是c。
(2)
原电池工作时,还原剂在负极上发生氧化反应。已知铅酸蓄电池放电时发生反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。则该电池的负极材料为Pb;该电池充电时,为电解池,其能量转化形式为电能转化为化学能。
(3)
在图示的氢氧酸式燃料电池中,铂电极b为正极,b上氧气得电子被还原,电极反应式为,已知:室温下,1molH2完全燃烧生成液态水时,释放286.0kJ的能量。室温下,若该电池消耗1molH2时可提供电能257.4kJ的能量,则该燃料电池的能量转化率为 。
8. 圆底烧瓶 A Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O dcfei 2∶3 黑色粉末逐渐变为红色 溶液变为蓝色
【分析】(1)①根据仪器的构造分析判断,实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,依据反应物状态和条件选择发生装置;
②气体制备一般顺序为:发生装置,净化装置,收集装置,尾气处理装置,结合氨气为碱性气体,密度小于空气密度,极易溶于水的性质解答;
(2)干燥的氨气通入G中,G中发生的反应为:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,H中冷却出现液体为水和氨气混合物即为氨水,以此来解答。
【详解】(1)①根据图示,结合X的构造,则仪器X的名称为圆底烧瓶;实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,反应物状态为固体与固体,反应条件为加热,所以选择A为发生装置,反应方程式:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;
②实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,制备的气体中含有水蒸气,氨气为碱性气体,应选择盛有碱石灰的干燥管干燥气体,氨气极易溶于水,密度小于空气密度所以应选择向下排空气法收集气体,氨气极易溶于水,尾气可以用水吸收,注意防止倒吸的发生,所以正确的连接顺序为:发生装置→d→c→f→e→i;
(2)①G中发生的反应为:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,CuO为氧化剂,氨气为还原剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2,G中的氧化铜逐渐变为铜单质,反应现象为黑色粉末逐渐变为红色;
②根据分析,H中的无色液体为氨水,一水合氨是弱电解质,在溶液中部分电离,溶液呈碱性,滴入紫色石蕊试液的现象为溶液变为蓝色。
9. (1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(2) 碱石灰(或氧化钙) 球形干燥管
(3)没有尾气处理装置
(4) 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 有 47.06
【分析】根据题中所给装置,本实验目的是制备氨气,并验证氨气的还原性,装置A为制备氨气装置,装置B的作用是干燥氨气,盛放碱石灰或生石灰,装置C是氨气与CuO发生氧化还原反应,装置D的作用是验证产物中含有水蒸气,因为氨气有毒,为防止污染环境,需要尾气处理装置,题中缺少尾气处理装置,据此分析;
(1)根据装置A的特点,应是固体+固体加热制备气体,因此利用Ca(OH)2和NH4Cl加热制备氨气,反应方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,故答案为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)本实验验证氨气与氧化铜反应,反应方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,验证反应发生,需要验证水的生成,制备氨气时,也会产生水,对后续装置产生干扰,需要除去氨气中的水蒸气,因此装置B中盛放碱石灰或氧化钙;盛放无水硫酸铜仪器的名称为球形干燥管;故答案为碱石灰或氧化钙;球形干燥管;
(3)氨气有毒,为防止污染环境,需要尾气处理装置,题中缺少吸收尾气氨气的装置;故答案为没有尾气处理装置;
(4)根据题中所给信息,如果溶液不变蓝,说明红色固体中不含Cu2O,红色固体为Cu,即C中发生反应方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O;故答案为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O;溶液变蓝可以说明溶液中有Cu2+,Cu不与稀硫酸反应反应,但Cu2O可以,因此溶液变蓝,说明红色固体中含有Cu2O;红色固体质量为6.8g,则有144n(Cu2O)+64n(Cu)=6.8,根据铜原子守恒,则有2n(Cu2O)+n(Cu)=,两式联立解得n(Cu2O)=0.025mol,n(Cu)=0.05mol,红色固体中金属铜的质量分数为=47.06%;故答案为有;47.06。
10. (1) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O; 碱石灰 Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O 可控制反应 4:3
(2) 50% 1.25mol·L-1 1.6
【分析】(1)
①用装置A加热氢氧化钙和氯化铵,制备NH3,其中发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;装置B的作用是干燥氨气,U型管内的试剂是碱石灰,装置B内的试剂是碱石灰。故答案为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;碱石灰;
②铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,装置D中发生反应的离子方程式是Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O,反应生成的氮的氧化物是大气污染气体,铜丝可抽动的优点是可控制反应。故答案为:Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O;可控制反应;
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,NH3还原NO2的化学方程式为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为4:3。故答案为:4:3;
(2)
①用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=50%,c(NaOH)=1.25mol·L-1 。故答案为:50%;1.25mol·L-1;
②若一定体积的NOx被0.250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,n(NaOH)=0.250L×2mol·L-1=0.5mol,溶液质量增加19.8g,即NOx的质量,M==(14+16x)g/mol , 则x的值为1.6。故答案为:1.6。
11. 稀硝酸、硝酸银溶液 淀粉溶液 ac ⑤ 升华 a
【分析】由流程可知,①中海带灼烧成灰,②中浸泡溶解得到海带灰悬浊液,③为过滤,除去不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,④中加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,⑤中用四氯化碳萃取出碘单质,⑥为蒸馏分离出碘单质,以此来解答。
【详解】(1)验证“含溶液”中含有的可加入硝酸银溶液,产生淡黄色沉淀,再加入硝酸,沉淀不溶解,说明溶液中含有;验证“含溶液”中含有的所需的试剂淀粉,淀粉遇碘单质变蓝;
(2)步骤④的反应中被还原为,碘离子被氧化成碘单质,反应的离子方程式为;步骤④的目的是加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,或、稀硫酸都具有强氧化性,可将碘离子氧化成碘单质,能够代替、稀硫酸用于步骤④,答案选ac;
(3)根据分析,步骤⑤中用四氯化碳萃取出碘单质,则在实验步骤⑤中实现与碘分离;
(4)某同学制得的粗碘中含有少量,对粗碘进行提纯的装置如图所示,采用的分离方法是升华;冷凝水应从a口进使碘蒸气更易凝结为固体碘。
12. 放热 2.5 增大 增大 不变 减小 cd
【详解】(1)根据图象显示,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应;
(2)一定条件下,在的密闭容器中加入、和,在末达到平衡,测得,结合数据列“三段式”:
①时间段的化学反应速率为=;
②末=2.5;
③a.升高温度,反应速率增大;
b.再充入,氧气的浓度增大,反应速率增大;
c.再充入氩气,使容器压强增大,由于体系体积不变,各组分的浓度不变,则反应速率不变;
d.将容器的容积扩大至,反应体系各组分的浓度降低,反应速率减小;
④a.不能说明反应体系各组分的含量不变,不能说明反应达到平衡状态,故a不符合题意;
b.化学平衡状态是动态平衡,达到平衡时,正逆反应速率相等但不为零,故b不符合题意;
c.该反应为气体体积减小的反应体系,反应未达到平衡前,压强不断变化,当混合气体的压强不再变化,说明反应达到平衡状态,故c符合题意;
d.当、和不再变化,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故d符合题意;
e.单位时间内生成的同时生成都是逆反应方向进行的反应,不能说明正逆反应速率相等,也不能说明反应达到平衡状态,故e不符合题意;
答案选cd。
13. 羧基 加成反应 氧化反应 7 CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 饱和碳酸钠溶液
【分析】烃A的摩尔质量为:,其相对分子质量为28,乙烯的相对分子质量也为28,其产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平,故A是乙烯。在一定条件下,乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇可被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙酸,在浓硫酸的催化和加热条件下乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,故B是乙醇,C是乙酸,D是乙酸乙酯,据此分析解答。
【详解】(1)A的分子式为C2H4,丙烯酸分子中含氧官能团的名称是羧基;
(2)根据分析,反应①、②的有机反应类型分别为加成反应、氧化反应;
(3)将丙烯看作是乙烯分子中的一个氢原子被一个甲基所取代的产物,乙烯分子为平面形结构,碳碳单键可以旋转,甲基中最多有一个氢原子位于碳碳双键所处的平面,所以丙烯分子中在同一平面上的原子最多有7个;
(4)反应③的化学方程式为:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;制得的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,可用饱和碳酸钠溶液除去,乙醇与水互溶,乙酸具有酸性,与碳酸钠反应生成易溶于水的乙酸钠;
(5)丙烯酸与乙醇反应生成丙烯酸乙酯,丙烯酸乙酯发生加聚反应生成聚丙烯酸乙酯,该聚合物的结构简式为。
【点睛】易错点为(5),丙烯酸与乙醇反应生成丙烯酸乙酯,丙烯酸乙酯发生加聚反应的位置在碳碳双键上,含有酯基的原子团为支链,书写时要注意。
14. (1) 羟基、羧基
(2)1:1
(3)加成反应
(4)
(5) 饱和溶液 分液
【分析】淀粉在催化剂的作用下水解生成A是葡萄糖,在酶的作用下葡萄糖分解生成E是乙醇,乙醇催化氧化生成F是乙醛,乙醛首先和HCN发生加成反应然后水解生成乳酸,据此解答。
(1)A是葡萄糖,物质A的分子式为,根据乳酸的结构简式可判断乳酸所含官能团的名称是羟基、羧基。
(2)羟基和羧基均能与钠反应产生氢气,只有羧基和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,所以等物质的量的乳酸分别足量金属钠、足量碳酸氢钠反应,标准状况下产生气体的体积之比为1:1。
(3)反应①是醛基和HCN的加成反应。
(4)写出反应E→F是乙醇的催化氧化,反应的化学方程式为。
(5)F可以被进一步氧化,生成G,G是乙酸,E和G浓硫酸的作用下可以生成具有芳香气味的物质乙酸乙酯。①E和G反应的化学方程式为。②乙酸能与碳酸钠反应,乙醇和水互溶,所以为除去芳香气味物质中混有的E和G,用到的试剂是饱和溶液,乙酸乙酯不溶于水,分离的方法是分液。
15. (1)裂解
(2) 加成反应 羧基
(3) 催化剂和吸水剂
(4)c
【分析】由图知、B为乙醇、D是乙酸,B(乙醇)催化氧化得到C、C进一步氧化为D(乙酸),则C为乙醛,有机化合物A的相对分子质量是28的烃,催化作用下、A和水反应生成乙醇,则A为乙烯,石油经过裂解可得到A乙烯。葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇,则E为葡萄糖,据此回答;
(1)
石油裂解是以比裂化更高的温度,使石油分馏产品中的长链烃(包括石油气)断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。则石油通过裂解可获得A。
(2)
①为A(乙烯)和水反应生成乙醇,则反应类型为加成反应,D(乙烯)分子中所含官能团的名称为羧基。丙烯含碳碳双键,能发生加聚反应,聚丙烯的结构简式为 。
(3)
反应④为乙酸和乙醇的酯化反应。化学方程式为:,该反应中,浓硫酸所起的作用是催化剂和吸水剂。
(4)
a.淀粉等多糖类属于高分子化合物,单糖、低聚糖和油脂不属于高分子化合物,错误;
b.反应⑤属于水解反应,⑥是葡萄糖发酵、不属于水解,错误;
c.淀粉水解的最终产物为葡萄糖、葡萄糖含有醛基,其溶液可以与新制备的Cu(OH)2悬浊液发生氧化反应生成砖红色氧化亚铜沉淀,也可发生银镜反应,故可用银氨溶液或新制氢氧化铜检验,正确;
说法正确的是c。
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