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四川眉山市2020-2022三年高一化学下学期期末试题汇编2-非选择题
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四川眉山市2020-2022三年高一化学下学期期末试题汇编2-非选择题
1. (2021春·四川眉山·高一统考期末)A~M是元素周期表前四周期的部分元素
请用合适的化学用语回答下列问题:
(1)K元素在周期表中的位置是_______。
(2)J元素的名称是_______,含8个中子的G原子的符号是_______。
(3)L、F、K简单离子半径大小比较(用离子符号表示)_______。
(4)写出F的最高价氧化物对应的水化物与C的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式_______。
(5)用电子式表示D、L组成的化合物的形成过程_______。
(6)由C和J形成的化合物C2J2中存在的化学键类型是_______。
(7)下列实验能证明氯的非金属性强于硫的是_______(填编号)。
a.氯化氢比硫化氢易溶于水
b.氯化氢比硫化氢稳定
c.氯水加入硫化钠溶液中产生黄色沉淀
d.盐酸与亚硫酸钠反应可产生SO2气体
2. (2020春·四川眉山·高一统考期末)现给你一试管二氧化氮,其他药品和仪器自选。
(1)设计实验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。某化学兴趣小组实验设计如下,请你帮他们将下表补充完整。
实验步骤
现象
化学方程式(解释)
①
将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中
___
___
②
制取少量氧气
___
③
___
___
4NO2+2H2O+O2=4HNO3
(2)完成上述实验的装置图如图,请你在方框内将它补充完整(加持装置可省略),需标明所用药品的名称___。
(3)以上设计让你对工业上生产硝酸有什么启示___?(从原料的充分利用、减少污染物的排放等方面考虑)。
3. (2021春·四川眉山·高一统考期末)丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH3)是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105℃,在酸或碱存在的条件下能发生水解。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为:CH≡C—COOH + CH3OH CH≡C—COOCH3+H2O
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置如图)。
步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。
步骤4:有机相经干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯10.08g。
回答下列问题:
(1)步骤2的图中所示的装置中仪器A的名称是_______;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是_______。
(2)步骤3中用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是_______;分离出有机相的操作名称为_______。
(3)步骤4中干燥有机相时,可选择下列干燥剂中的_______(填编号)。
A.P2O5 B.碱石灰 C.无水硫酸钠
(4)本实验的产率为_______;若在进行蒸馏收集产品时,从100℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏_______(填“高”或“低”)。
(5)丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH3)的含“—C≡C—”和“—COO—R”(R在此可以是氢原子也可以是烃基)官能团的同分异构体有_______种,任写出其中一种的结构简式_______。
4. (2021春·四川眉山·高一统考期末)自然资源的综合利用对人类极其重要。回答下列问题:
I、海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示:
干海带干海带灰滤液I2
(1)灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是_______。
(2)向酸化的滤液中加过氧化氢溶液,写出该反应的离子方程式_______。
(3)反应结束后,加入CCl4从碘水中提取碘,主要操作步骤如图:
上述3步实验操作中,不正确的是(填序号)_______,原因_______。
II、海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(4)除去粗盐中杂质(Mg2+、、Ca2+),加入的药品顺序可以是_______(填编号)。
A.NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B.Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
C.NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
D.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
(5)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br-,其目的是_______。写出步骤II中发生反应的化学方程式_______。
(6)已知某溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量之比为2∶3∶4,现欲使溶液中的Cl-、Br-、I-的物质的量之比变成4∶3∶2,那么要通入Cl2的物质的量与原溶液中I-的物质的量的比值为_______。
5. (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_______。
6. (2020春·四川眉山·高一统考期末)A~G是短周期主族元素,原子序数依次增大,部分元素的部分信息如下表所示:
A
B
C
D
E
F
原子半径/nm
0.077
0.075
0.074
0.099
主要
化合价
+4
-4
+5
-3
-2
+6
-2
其他
一种同位素原子无中子
所有有机物中一定含有的元素
简单氢化物常用作制冷剂
短周期主族元素中原子半径最大
回答下列问题(用相应化学用语):
(1)G在周期表中的位置是___,F的简单离子结构示意图是___。
(2)由A、C、G三种元素形成的原子个数比为4:1:1的化合物的电子式为___,该化合物所含的化学键有___。(填化学键类型)
(3)D、E、F、G简单离子半径由小到大顺序___。
(4)用电子式表示BD2的形成过程___。
(5)C、D、F的简单氢化物中沸点由高到低的顺序是___。
(6)写出E2D2和A2D反应的化学方程式___,该反应每消耗1molE2D2电子转移数目为___。
7. (2021春·四川眉山·高一统考期末)短周期主族元素Q、T、U、V、W、X、Y、Z原子序数依次增大。已知:T与U、V同周期,W与X、Y、Z同周期,U和Y同族;元素Q的某种核素没有中子;元素T的最高正价与最低负价的代数和为0;Q与U形成的气态化合物能使润湿的红色石蕊试纸变蓝;工业上通过分离液态空气获得V的单质,该单质的某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障;W、X、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间都能反应,且W、X、Z原子最外层电子数之和等于W的原子序数。
回答下列问题:
(1)上述元素中原子半径最大的是_______;Z元素的最高化合价为_______。
(2)V的简单氢化物沸点比同族相邻元素的简单氢化物_______(填“高”或“低”),原因是_______。
(3)写出由上述两种元素形成的10e—微粒的化学式(任写2种)_______。
(4)V、W、Z三种元素形成的一种化合物是漂白液的主要成份。向该物质的水溶液中通入过量的CO2气体可以增强其漂白作用,则反应的离子方程式为_______。
(5)某课外活动小组欲利用CuO与UQ3反应,研究UQ3的某种性质,通过实验观察到黑色CuO粉末变为红色固体,且有无色无味无毒的气体产生,对应的化学方程式为_______,该实验证明UQ3具有_______性。
8. (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_______。
9. (2020春·四川眉山·高一统考期末)CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义,该反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。某温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,5min时达到平衡,测得CO的浓度为0.5mol/L。
回答下列问题:
(1)0~5min时间内用H2表示的化学反应速率为___mol/(L·min)。
(2)达平衡时CH4的物质的量分数为___,CO2的转化率是___。
(3)反应前后混合气体的压强之比为___。
(4)为了加快反应速率,可采取什么措施___(写两条)。
(5)下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量:
物质
CH4
CO2
CO
H2
能量/kJ
1660
1490
1072
436
该催化重整反应中反应物的总能量___生成物的总能量(填“大于”或“小于”)。
(6)下列能表示该反应已经达到化学平衡状态的是___。
A.v逆(CH4)=2v正(CO)
B.CO2的浓度保持恒定
C.混合气体平均相对分子质量不变
D.混合气体密度保持不变
10. (2020春·四川眉山·高一统考期末)已知有机物A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,它的聚合反应制品在现代日常生活中用途很广。一定条件下,A与水反应生成B,B俗称酒精。B在铜或银等催化剂存在下可以被氧气氧化为C,还可以与酸性高锰酸钾溶液反应被直接氧化为D,B和D一定条件下反应的产物E可用作饮料、糖果、香水和化妆品中的香料。
回答下列问题:
(1)A分子中官能团的名称是___,A与足量氢气加成后产物F的分子式为___,和F互为同系物的物质中碳原子数为4的有机物其一氯代物有___种。
(2)写出B和D反应生成E的化学方程式为___,该反应的反应类型为___。
(3)B可用于燃料电池,若用NaOH作电解质溶液,负极电极反应方程式为___。
11. (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_______。
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)。
参考答案:
1. 第三周期第VIIA族 硫 离子键、(非极性)共价键 b、c
【分析】根据周期表中各元素的位置可知A~M元素分别为:A为H、B为Be、 C为Na、 D为Ca、 E为Fe、 F为Al、 G为C、 H为Si、 I 为P、J为S、 K为Cl 、L为F、 M为Ne。
【详解】(1) K为Cl ,核电荷数为17,在周期表中的位置是第三周期第VIIA族;
(2) J为S,J元素的名称是硫;G为C,核电荷数为6,质量数为6+8=14,含8个中子的G原子的符号是;
(3) L为F、F为Al、K为Cl;一般来讲,电子层数越多,半径越大,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以L、F、K简单离子半径大小:;
(4)F的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,C的最高价氧化物的水化物为NaOH,二者发生反应生成偏铝酸钠和水,离子方程式为:;
(5) D为Ca、L为F,二者形成的化合物为氟化钙,属于离子化合物,电子式表示D、L组成的化合物的形成过程如下:;
(6)由C和J形成的化合物为Na2S2,结构与Na2O2相似,属于离子化合物,存在的化学键类型是离子键、(非极性)共价键;
(7) a.氯化氢比硫化氢易溶于水,这属于氢化物的物理性质,不能比较非金属性强弱,故a不选;
b.元素的非金属性越强,形成的氢化物越稳定,氯化氢比硫化氢稳定,所以非金属性氯大于硫,故b可选;
c.氯水加入硫化钠溶液中产生黄色沉淀,说明氯气的氧化性大于硫,氯元素的非金属性大于硫,故c可选;
d.非金属元素的最高价含氧酸的酸性越强,元素的非金属性越强;盐酸与亚硫酸钠反应可产生SO2气体,只能说明盐酸的酸性大于亚硫酸,由于盐酸不是含氧酸,亚硫酸也不是最高价含氧酸,不能比较氯与硫的非金属性强弱,故d不选;
故选b、c。
2. 红棕色气体逐渐消失,水位上升,最后水充满整个试管的,无色气体充满试管上部 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2KClO32KCl+3O2↑或2H2O22H2O+O2↑, 将氧气慢慢地通入步骤①的试管中 无色气体变为红棕色气体,又变为无色气体,但气体体积逐渐缩小,液面不断上升最后充满整个试管 或 硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气,使生成的NO再氧化为二氧化氮,从而尽可能地转化为硝酸(提高了原料的利用率,同时减少了污染性气体的排放)
【分析】(1)①二氧化氮与水的反应方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,进入试管中的液体体积占试管容积的,剩余气体变为无色;
②实验室制取氧气是利用氯酸钾和二氧化锰固体混合加热反应生成氧气,或利用过氧化氢中加入二氧化锰催化剂反应生成氧气;
③液面不再上升时,通入氧气和一氧化氮反应生成红棕色的二氧化氮,二氧化氮溶于水又生成一氧化氮和硝酸,气体变为无色气体,液面上升,直至当试管充满液体,无气体剩余;
(2)方框内是制取氧气的装置;
(3) 工业上生产硝酸,主要反应为:4NH3+5O24NO + 6H2O;2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3。
【详解】(1)①尽可能多地使二氧化氮被水吸收,将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中,NO2是红棕色气体,与水反应生成硝酸和一氧化氮,其反应方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,进入试管中的液体体积占试管容积的,剩余气体变为无色,故答案为:红棕色气体逐渐消失,水位上升,最后水充满整个试管的,无色气体充满试管上部;3NO2+H2O=2HNO3+NO;
②实验室制取氧气是利用氯酸钾和二氧化锰固体混合加热反应生成氧气,或利用过氧化氢中加入二氧化锰催化剂反应生成氧气,其化学反应方程式为:2KClO32KCl+3O2↑或2H2O22H2O+O2↑,故答案为:2KClO32KCl+3O2↑或2H2O22H2O+O2↑;
③液面不再上升时,通入氧气和一氧化氮反应生成红棕色的二氧化氮,二氧化氮溶于水又生成一氧化氮和硝酸,气体变为无色气体,液面上升,直至当试管充满液体,无气体剩余,反应为:2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+2H2O+O2=4HNO3,故答案为:将氧气慢慢地通入步骤①的试管中;无色气体变为红棕色气体,又变为无色气体,但气体体积逐渐缩小,液面不断上升最后充满整个试管;
(2)方框内是制取氧气的装置,利用氯酸钾和二氧化锰固体混合加热反应生成氧气的发生装置为:,利用过氧化氢中加入二氧化锰催化剂反应生成氧气的发生装置为:,故答案为:或;
(3) 工业上生产硝酸,主要反应为:4NH3+5O24NO + 6H2O;2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3,硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气,使生成的NO再氧化为二氧化氮,从而尽可能地转化为硝酸(提高了原料的利用率,同时减少了污染性气体的排放),故答案为:硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气,使生成的NO再氧化为二氧化氮,从而尽可能地转化为硝酸(提高了原料的利用率,同时减少了污染性气体的排放)。
3. (直形)冷凝管 防止暴沸 丙炔酸(或) 分液 C 60% 高 5
【分析】丙炔酸、甲醇和浓硫酸在加热条件下反应生成丙炔酸甲酯,加热回流一段时间后,加热蒸出甲醇,将反应液冷却后加入饱和饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤,用分液法分离出有机相,经干燥后蒸馏得到丙炔酸甲酯。
【详解】(1)步骤2的图中所示的装置中仪器A的名称是(直形)冷凝管;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止液体加热时发生暴沸;故答案为:(直形)冷凝管;防止暴沸。
(2)步骤3中用5%Na2CO3溶液洗涤,主要是丙炔酸(或)与碳酸钠溶液反应,因此主要除去的物质是丙炔酸(或);由于丙炔酸甲酯不溶于水,因此分离出有机相的操作名称为分液;故答案为:丙炔酸(或);分液。
(3)丙炔酸甲酯在酸碱条件下发生水解,步骤4中干燥有机相时,P2O5与水反应升恒磷酸,会使丙炔酸甲酯发生水解,碱石灰溶于水,会促进丙炔酸甲酯水解,因此只能用无水硫酸钠,故C符合题意。
(4)根据~CH≡C—COOCH3,14g丙炔酸得到CH≡C—COOCH3质量为,因此本实验的产率为;若在进行蒸馏收集产品时,从100℃便开始收集馏分,则收集到的馏分产物质量增大,因此会使实验的产率偏高;故答案为:60%;高。
(5)丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH3)的含“—C≡C—”和“—COO—R”(R在此可以是氢原子也可以是烃基)官能团的同分异构体有HC≡CCH2COOH、CH3C≡CCOOH、HCOOCH2C≡CH、HCOOC≡CCH3、CH3COOC≡CH共5种,任写出其中一种的结构简式HC≡CCH2COOH;故答案为:5;HC≡CCH2COOH。
4. 坩埚(泥三角、酒精灯) ③ 应用分液漏斗下口放出下层液体。 C、D 提高的富集程度 1:4
【详解】I.(1)灼烧固体要用坩埚、泥三角、酒精灯等,因此灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是坩埚(泥三角、酒精灯);
(2)干海带灼烧后加水溶解所得的滤液中,先进行酸化,然后加入过氧化氢溶液,把滤液中的碘离子氧化为碘单质,该反应的离子方程式为:;
(3)碘易溶于有机溶剂,在水中溶解度较小,且四氯化碳的密度大于水,因此用四氯化碳萃取碘后,充分振荡静置、液体分层,碘的四氯化碳溶液在下层,分液时,上层液体从上口倒出,下层液体从下口放出,因此上述3步实验操作中,不正确的是③,原因是:应用分液漏斗下口放出下层液体;
II.(4) 粗盐中杂质(Mg2+、、Ca2+),先加入BaCl2溶液,除去离子,其次加入NaOH溶液、除去Mg2+,再加入Na2CO3溶液,除去钙离子和过量钡离子,过滤除去沉淀,滤液中加入盐酸,除去碳酸钠和氢氧化钠,得到氯化钠溶液;也可以先加NaOH溶液、除去Mg2+,其次加BaCl2溶液,除去离子,再加入Na2CO3溶液,除去钙离子和过量钡离子,过滤除去沉淀,滤液中加入盐酸,得到氯化钠,综上所述,所以加入的药品顺序可以是C、D;
(5)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br-,低浓度的溴溶液在提取时消耗过多的原料和能源,转化为溴化氢后易被氧化剂氧化为溴单质,易于溴元素的富集,即提高的富集程度;步骤II中二氧化硫与溴水发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸,反应的化学方程式:;
(6)已知某溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量之比为2∶3∶4,设原溶液中三种离子的物质的量分别为:2mol、3mol、4mol,由于碘离子的还原性大于溴离子的还原性,故氯气先与碘离子反应,由于反应后的溶液中还有碘离子,则溴离子不反应,反应后的溶液中Br-仍为3mol,则I-为2mol,则根据离子方程式:Cl2+2I-=2Cl-+I2可知,只要通入1mol氯气就可以使溶液中的碘离子由4mol降低到2mol,而氯离子由2mol增加到4mol,所以通入Cl2的物质的量与原溶液中I-的物质的量的比值为1:4。
5. (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。
(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 。
6. 第三周期第ⅦA族 离子键、(极性)共价键 Na+
【分析】A同位素原子中无中子,说明A为氢元素,所有有机物一定含有B,说明B为碳元素,C生物简单氢化物可以做制冷剂,即C为氮元素,D的原子半径比C略小且常见化合价为-2,即D为氧元素,E为短周期主族元素中半径最大,即E为钠元素,F的化合价最高为+6,说明F为硫元素,短周期G的原子序数比F大,说明G 为氯原子。
【详解】(1)G为氯元素,在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族,F为硫元素,简单离子结构示意图是。
(2)由A、C、G三种元素形成的原子个数比为4:1:1的化合物为氯化铵,电子式为,该化合物所含的化学键有离子键和(极性)共价键。
(3)根据原子核约束力,阳离子的半径小于阴离子,核电荷数越大,半径越小,D、E、F、G简单离子半径由小到大顺序Na+
(5)C、D、F的简单氢化物,若存在氢键,则沸点高于一般氢化物,相对分子质量增大,分子间作用力增大,沸点升高。水和氨气分子间存在氢键,沸点高于硫化氢,沸点由高到低的顺序是H2O>NH3>H2S。
(6)E2D2和A2D反应的化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,根据氧化还原反应原理,该反应每消耗1molE2D2电子转移数目为2 NA。
7. Na +7 高 水分子间存在氢键 CH4、NH3 还原
【分析】短周期主族元素Q、T、U、V、W、X、Y、Z原子序数依次增大。元素Q的某种核素没有中子,则Q为氢元素;Q与U形成的气态化合物能使润湿的红色石蕊试纸变蓝,气体为NH3,则U为氮元素;工业上通过分离液态空气获得V的单质,且该单质的某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障,故V为氧元素;元素T的最高正价与最低负价的代数和为0,原子序数又小于氮,故T为碳元素;U(氮)和Y同族,则Y为磷元素;W与X、Y、Z同周期,则均处于第三周期。W、X、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间都能反应,应是氢氧化铝、强碱、强酸之间的反应,故X为Al,W为Na,且W、X、Z原子最外层电子数之和等于W的原子序数,则Z原子最外层电子数=11-1-3=7,故Z为Cl,由上述分析可知,Q为H、T为C、U为N、V为O、W为Na、X为Al、Y为P、Z为Cl。
【详解】(1)周期表中同主族从上到下,同周期从右到左,原子半径增大,上述元素中原子半径最大的是Na;Z为Cl,Z元素的最高化合价为+7。故答案为:Na;+7;
(2)V的简单氢化物水沸点比同族相邻元素的简单氢化物高(填“高”或“低”),原因是水分子间存在氢键。故答案为:高;水分子间存在氢键;
(3)由上述两种元素形成的10e—微粒的化学式(任写2种)CH4、NH3。故答案为:CH4、NH3;
(4)V、W、Z三种元素形成的一种化合物NaClO是漂白液的主要成份。碳酸的酸性强于次氯酸,向NaClO的水溶液中通入过量的CO2气体可以增强其漂白作用,则反应的离子方程式为。故答案为:;
(5)某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应,研究NH3的某种性质,通过实验观察到黑色CuO粉末变为红色固体,且有无色无味无毒的气体产生,NH3与CuO反应生成氮气、铜、水,对应的化学方程式为,反应中N由-3价升高为0价,作还原剂,该实验证明NH3具有还原性。故答案为:;还原。
8. (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。
9. 0.1 37.5% 50% 3:4 升高温度、缩小容器体积(或增大反应物浓度) 小于 BC
【分析】反应速率之比等于反应系数之比,根据反应方程式的三段式计算平衡时物质的量和转化率;根据有效碰撞理论判断加快反应速率方法,根据平衡“逆等动定变”特征判断达到平衡状态。
【详解】(1)设反应到达平衡状态时,反应消耗的甲烷有xmol:
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
反应前 2mol 1mol 0 0
变化量 x x 1 1
平衡时 2-x 1-x 1 1
0~5min时间内用H2表示的化学反应速率为=0.1mol/(L·min)。
(2)根据三段式可知,x=0.5mol,达平衡时CH4的物质的量为1.5mol,甲烷的物质的量分数为,CO2的转化率是。
(3)反应前后混合气体的压强之比与物质的量之比相等,即为3:4。
(4)根据有效碰撞理论理论,为了加快反应速率,可采取措施为:升高温度、缩小容器体积(或增大反应物浓度)等。
(5)该催化重整反应中反应物的总键能为1660 kJ +1490 kJ =3150kJ,生成物的总键能为2×(1072 kJ +436 kJ )=3016kJ,反应热=生成物总能量-反应物总能量=反应物总键能-生成物总键能>0,即反应物的总能量小于生成物的总能量。
(6)A. 反应速率之比等于反应系数之比,v逆(CH4)= 0.5v逆(CO),当v逆(CO)=v正(CO),即2v逆(CH4)= v正(CO)时,反应才到达平衡,A错误;
B.CO2的浓度保持恒定,反应达到平衡,B正确;
C.混合气体总质量不变,反应前后气体的总量发生变化,当平均相对分子质量不变时,反应达到平衡,C正确;
D. 混合气体总质量不变,装置为恒容状态,体积不变,故混合气体密度一直保持不变,不能判断平衡状态,D错误;
能表示该反应已经达到化学平衡状态的是BC。
10. 碳碳双键 C2H6 4 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O 酯化反应(或取代反应) CH3CH2OH-12e-+16OH-=2CO+11H2O
【分析】有机物A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,即A为乙烯。一定条件下,A与水反应生成B,B俗称酒精即乙醇。B在铜或银等催化剂存在下可以被氧气氧化为C,C为乙醛,与酸性高锰酸钾溶液反应被直接氧化为D,D为乙酸,B和D一定条件下反应的产物E为乙酸乙酯。
【详解】(1)A分子为乙烯,官能团的名称是碳碳双键,乙烯与足量氢气加成后产物F的分子式为C2H6,和乙烷互为同系物的物质中碳原子数为4的有机物为正丁烷或异丁烷,两种有机物的核磁共振氢谱均有2种,所以丁烷的一氯代物有4种。
(2)B和D反应生成E的化学方程式为CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O,该反应的反应类型为酯化反应(或取代反应)。
(3)B可用于燃料电池,若用NaOH作电解质溶液,负极发生氧化反应,产物二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸根离子,电极反应方程式为CH3CH2OH-12e-+16OH-=2CO+11H2O。
11. (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%。
33.(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=。
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