云南丽江市2020-2022三年高二化学下学期期末试题汇编2-非选择题

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云南丽江市2020-2022三年高二化学下学期期末试题汇编2-非选择题


1. （2020春·云南丽江·高二统考期末）CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组模拟热分解CuCl2•2H2O制备CuCl，并进行相关探究。
【资料查阅】

【实验探究】

Ⅰ.氯气的制备
实验室用二氧化锰和浓盐酸制氯气选用上述装置___________(A或B)，如何检验装置的气密性___________，离子反应方程式___________。
Ⅱ.用下图所示装置进行实验(夹持仪器已省略)，制备CuCl。

请回答下列问题：
(1)实验操作的先后顺序是a___________ e (填操作的字母代号)。
a．检查装置的气密性后加入药品    b．熄灭酒精灯，冷却  c．在“气体入口”处通入干燥HCl    d．点燃酒精灯，加热  e．停止通入HCl，然后通入N2
(2)在实验过程中，观察到C中试纸的颜色变化是先变红后褪色。通过C中的现象，一定可以证明新制氯水具有的性质有___________(填字母代号)。
A．酸性     B．漂白性     C．酸性、漂白性     D．前面性质均无法证明
(3)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是___________。
【探究反思】
(4)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：若杂质是CuCl2，则产生的原因是_____________。若杂质是CuO，则产生的原因是_____________。
2. （2021春·云南丽江·高二统考期末）无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡与Cl2反应制备SnCl4，装置如图所示。

已知：①金属锡熔点为231℃，化学活泼性与铁相似。
②SnCl4为无色液体，熔点-33℃，沸点114℃，极易水解生成SnO2·xH2O，在潮湿的空气中发烟。
③SnCl2中的Sn2+易被氧化为Sn4+。
回答下列问题：
(1)打开分液漏斗上端活塞的作用是___，装置A中发生反应的化学方程式为___。
(2)实验开始时，正确的操作顺序为___(用下列序号排顺序)。
①点燃装置A处酒精灯②点燃装置D处酒精灯③打开分液漏斗活塞
(3)装置B中试剂的作用是___，装置F中冷凝水的方向是从___端进(填“a”或“b”)。
(4)若没有装置C(其他均相同)，则D中发生的主要副反应的化学方程式为：___。
(5)该实验装置存在设计缺陷，你的改进措施为___。
(6)H为尾气处理，请写出反应的离子方程式___。
3. （2022春·云南丽江·高二统考期末）实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如图所示：
+HO-NO2+H2O

反应中存在的主要副反应：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。有关数据如表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm-3)
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸

83
1.4
易溶于水
浓硫酸

338
1.84
易溶于水

实验步骤如下：
①取100mL烧杯，用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混合酸，将混合酸小心加入B中；
②把18mL(15.84g)苯加入A中；
③在室温下，向苯中逐滴加入混合酸，边滴边搅拌，混合均匀。在50～60℃下发生反应，直至反应结束；
④将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5％NaOH溶液、水洗涤并分液；
⑤分出的产物加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，然后倒入蒸馏烧瓶，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210℃馏分，得到纯硝基苯18g。
回答下列问题：
(1)图中仪器A的名称是_______，装置C的作用是_______
(2)配制混合酸的具体操作方法：_______
(3)为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是_______(填标号)，若温度过高，可能出现的结果是_______
a．沙浴　　　　  　b．油浴　　　　 　 c．水浴
(4)反应结束并冷却至室温后，A中液体呈黄色，原因是_______
(5)在洗涤操作中，NaOH溶液洗涤的目的是_______
(6)本实验所得到的硝基苯产率是_______。(计算结果保留三位有效数字)
4. （2020春·云南丽江·高二统考期末）工业上常以黄铜矿(主要成分是CuFeS2)为原料制备铜以及副产物铁红(Fe2O3)，其工艺流程如下：

已知“焙烧”时发生反应的化学方程式为。
回答下列问题：
(1)方法甲中为了加快“焙烧”速率，可以采取的措施有___________(任写两点)；“焙烧”时发生的反应中起氧化作用的物质是___________。
(2)方法甲中“灼烧1”时Cu2S发生反应的化学方程式为___________。
(3)方法甲中“沉铁”时，要使溶液中的 ，则需要调节溶液的pH最小值为 ____________{已知 ， }。
(4)方法乙中“氧化”时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为____________ ；加入CuO调节溶液pH的目的是 ____________。
(5)方法甲中得到的粗铜必须电解精炼才能制得纯铜，工艺上一般利用如图装置对粗铜进行电解精炼。

电解精炼时，b极材料是___________(填“粗铜”或“纯铜”)，电池工作时移向___________(填“a”或“b”)极区。若电解前两电极质量相等，工作一段时间后测得溶液增重m g(假设阳极只有锌溶解)，则电路中转移电子的数目为___________。
5. （2021春·云南丽江·高二统考期末）以红土镍矿(主要成分为NiO、FeO、Fe2O3、MgO和SiO2等)为原料制备Ni(OH)2的工艺流程如图：

(1)“酸浸”时，加快化学反应速率的措施___(写一条即可)。滤渣1的成分为___(填化学式)。
(2)“氧化”时，Fe2+发生反应的离子方程式为___，若用NaClO代替H2O2溶液，使0.1molFe2+转化为Fe3+，则需NaClO至少为___ mol。
(3)MgO的作用是调节溶液pH使Fe3＋沉淀，根据表中的数据，则调节溶液pH的范围是___。
金属离子
Fe2+
Fe3+
Mg2+
Ni2+
开始沉淀的pH
6.3
1.5
8.9
6.9
沉淀完全的pH
8.3
2.8
10.9
8.9

(4)“沉镁”是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是___。
(5)“沉镍”后需过滤、洗涤，证明沉淀已洗涤干净的方法是___。室温时，若“沉镍”后的滤液c(Ni2+)___。(Ksp[Ni(OH)2=1×10-15)
6. （2022春·云南丽江·高二统考期末）21世纪被称为钛金属的时代，金属钛性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上用钛矿石(主要成分为FeO，TiO2，SiO2等)为原料来制备钛，其工艺流程如图所示：

已知：TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O。
(1)为了加快钛矿石的酸溶速率可采取的方法有_________(写出任意两种)。
(2)滤渣1的成分是_________ (写化学式)，操作1的名称是_________；加入过量铁粉的目的是_________。
(3)对溶液2加热煮沸可以得到钛酸，试结合离子方程式从平衡的角度给予解释：_________。
(4)TiO2与焦炭、氯气共热，反应中氧化剂为_________ (写名称)，写出金属钠与TiCl4共热的化学方程式：_________。
(5)电解TiO2制备钛的方法如图所示。该方法由于具备生产过程简化、生产成本低、产品质量高、环境友好等诸多优点而引人注目。已知TiO2熔融状态下不发生电离，电解时阴极反应式为_________。

7. （2020春·云南丽江·高二统考期末）环境是人类赖以生存的基础，当前人类使用的能源石油产品中含有多种硫化物，如H2 S、H2S、COS、CH3SH等，为了保护环境，石油加工的脱硫技术研究意义重大。
请回答下列问题：

(1)科学研究一种复合组分催化剂，能实现CH4把SO2转化为S，同时生成CO2和H2O。已知CH4和S的燃烧热分别为 和 ，则CH4和SO2反应的热化学方程式为____________ 。
(2)一定条件下，焦炭可以还原SO2，其化学方程式为 ，在恒容密闭容器中， 与足量的焦炭反应，SO2的转化率随温度变化曲线如图甲所示。则该反应的____________0(选填“＞”或“＜”)；该反应自发进行的依据是 ____________。
(3)真空克劳斯法脱硫，可以用过量K2CO3溶液吸收少量H2S，其化学方程式为____________ ，该反应的平衡常数为 ____________。(已知H2CO3的 ， ；H2S的 ， )
(4)COS的水解反应为  。某温度时，用活性作催化剂，在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比的转化关系如图乙所示。其他条件相同时，改变反应温度，测得一定时间内COS的转化率如图丙所示。
①起始向容器中投入一定量反应物，在一定条件下，可以判断反应到达平衡状态的是 ___________ (填字母)。
A．容器中气体密度不变时
B．压强保持不变时
C．容器中气体的平均相对分子质量保持不变时
D．
②若减小投料比 ，H2O的转化率 ___________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
③请你分析该反应进行的温度不宜过高的可能原因是 ____________。
8. （2021春·云南丽江·高二统考期末）建设“美丽中国”首先要做好环境保护与治理。氮氧化物(NOx)是严重的大气污染物，其主要来源有汽车尾气和硝酸工厂等。氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计了如下转化氮氧化物的几种方案。请回答下列问题：
方案I.NH3—SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法。该法是利用氨的还原性，在一定条件下，将烟气中的NOx直接还原为N2，主要反应原理为：4NH3+4NO+O24N2+6H2O。
(1)已知有下列热化学方程式(a、b、c均大于0)：
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(1)△H=-akJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+bkJ/mol
③H2O(g)H2O(1)△H=-ckJ/mol
则氨气与氧气反应生成NO和气态水的热化学方程式为___。
方案Ⅱ：利用CO在催化剂条件下还原NO2：2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)∆H。向容积均为2L的甲(温度为T1)、乙(温度为T2)两个恒容密闭容器中分别充入2molNO2(g)和3molCO(g)。反应过程中两容器内CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示：

(2)①T1___T2(填“>”或“”或“”“＜”或“=”)。
③在T℃下，提高CO2平衡转化率的一种措施是_______。
10. （2020春·云南丽江·高二统考期末）铬铁合金作为钢的添加料生产多种具有高强度、耐高温、耐腐蚀等优良性能的特种钢，这类特种钢中含有碳、硅、氧、氮、磷、硫等元素。
(1)基态Cr原子的价电子排布式为___________。
(2) C、N、O、Si三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(3)PO的空间构型为___________，中心原子的杂化方式为___________。
(4)SiO2晶体常伴生于各种矿石中，其晶体结构中，最小的环上有___________个原子；Si与C元素位于同一主族，比较SiO2与CO2的键角大小：SiO2___________CO2(填写“大于”、“小于”或“等于”)，原因是___________。
(5)无水CrCl3和氨分子作用能形成某种配合物，该配合物的组成相当于CrCl3·6NH3.已知：若加入AgNO3溶液，能从该配合物的水溶液中将所有的氯沉淀为AgCl；若加入NaOH溶液并加热，无刺激性气体产生。请从配合物的形式推算出它的内界和外界，写出该配合物的结构简式___________，配位数___________，1 mol该配合物中含有σ键的数目为___________。
(6)铁和氮形成一种晶体，晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为___________，若该晶体的晶胞密度ρg·cm-3，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是___________ cm3。

11. （2021春·云南丽江·高二统考期末）2020年我国“奋斗者”号载人潜水器成功进行万米海试，国产新型材料“钛”牛了！该合金中含钛、铁、镍、铂等十几种元素，具有高强度、高韧性。回答下列问题：
(1)基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有___________种。TiF4的熔点377℃远高于TiC14(-24.12℃)的原因是___________。
(2)邻二氮菲()中N原子可与Fe2+通过配位键形成橙红色邻二氮菲亚铁离子，利用该反应可测定Fe2+浓度，该反应的适宜pH范围为2～9，试解释选择该pH范围的原因___________。
(3)Ni与Cu的第二电离能：Ni___________Cu(填“>”或“O>H
(3)     H2O，NH3     正四面体形    
(4)两者都是金属晶体，Mg的半径小于Ca的半径，金属键强，熔点高
(5)     正四面体    

【解析】（1）
O元素位于元素周期表第二周期VIA族，核外电子排布式是1s22s22p4，所以价电子排布图是“”；
（2）
①NH4NF2中与之间是离子键，离子内存在着N—H共价键和N→H配位键，所以本问第一空应选填“ABC”；
②该反应中涉及到的非金属元素有：H、N、O、F，H位于第一周期，非金属性最弱，第一电离能最小，N、O、F分别位于第二周期的VA族、VIA族和VIIA族，非金属性逐渐增大，F元素的第一电离能最高，N元素由于原子核外电子排布2p能级处于半满结构，基态原子能量更低，第一电离能高于O元素，所以四种元素第一电离能由大到小排序为“F>N>O>H”；
（3）
①反应产物中，NH3、CO2、N2、H2O是分子结构，N2分子内N≡N是非极性键，CO2中C=O是极性键，但分子空间结构中心对称，所以这两种分子均为非极性分子；NH3中N—H是极性键，分子空间构型呈轴对称，H2O中H—O是极性键，且分子空间构型也是轴对称，所以“H2O、NH3”是极性分子；
②中心原子N原子有4条σ键，孤电子对为，离子构型为“正四面体形”；离子中心原子C原子有3条σ键，孤电子对为，离子的空间构型是平面三角形，C原子、O原子均是sp2杂化，均有垂直于离子所在平面的p轨道，离子中价电子总数是，单电子数=，所以离子中的大π键是由4个原子、6个电子形成，表示为“”；
（4）
两种单质均是金属，金属晶体熔沸点由其金属键强弱决定，金属键大小由金属阳离子所带电荷量及金属阳离子半径决定，带电荷越多、金属阳离子半径越小，金属键越强，熔沸点越高；
（5）
观察晶胞结构，可以看到等距且最近的U原子位于晶胞六个面心上，其所围成的空间结构为正四面体，所以任何六个等距且最近的U原子均能围成正四面体结构，则O原子正好是嵌入这些U原子间隙，即在“正四面体”空间中；根据晶胞模型可以分析出，U原子在顶点和面心，一个晶胞含U原子个，O原子均在晶胞内部，共8个，所以NA个晶胞中UO2的物质的量是4mol，故UO2晶体密度是。
13.     邻硝基甲苯或2硝基甲苯     羧基     肽键               还原反应     、     避免苯环上对位的氢原子也被硝基取代使产物不纯     n+(n-1)H2O     13    
【分析】已知：苯环上有烷烃基时，新引入的取代基连在烷烃基的邻对位上；苯环上有羧基时，新引入的取代基连在羧基的间位上；根据流程并结合C分子的结构简式进行逆推可知，A的分子式为C7H8，则A为甲苯，结构简式为：；甲苯与浓硫酸加热发生取代反应生成有机物B，结构简式为：；B在一定条件下发生硝化反应生成有机物C，结构简式为：；酸化后再水解生成(D)，D被酸性高锰酸钾氧化为羧酸，E的结构简式为：；在Fe/HCl条件下，硝基被还原为氨基，生成氨基苯甲酸，F的结构简式为：，与CH3COCl发生取代反应生成G，结构简式为：。
【详解】(1)结合以上分析可知，D物质的结构简式为，甲苯做母体，硝基做取代基，其名称为邻硝基甲苯或2硝基甲苯；G的结构简式为：，官能团的名称为羧基、肽键；
(2) 结合以上分析可知，A的结构简式为；F的结构简式为；E的结构简式为：；在Fe/HCl条件下，硝基转化为氨基，生成F，结构简式为：，有机反应中加氢去氧被还原，因此E生成F的反应类型为还原反应；
(3) 苯环上有烷烃基时，新引入的取代基连在烷烃基的邻对位上；A→B产生较多的副产物的结构简式为： 、；该流程未采用甲苯直接硝化的方法制取D，而是经历几步反应才制得D的目的是避免苯环上对位的氢原子也被硝基取代使产物不纯；
(4) F的结构简式为：，分子中含有氨基和羧基，在一定条件下能发生缩聚反应，化学反应方程式为：n+(n-1)H2O；
(5) F的结构简式为：，根据题给条件可知F的同分异构体中，与苯环相连的有-NH2、-OCHO这两种官能团时，有邻、间、对三种结构；当与苯环相连的有-NH2、-CHO、-OH这三种官能团时，有10种结构，因此满足条件的有机物共有13种；
(6)甲苯在酸性高锰酸钾溶液的作用下，生成苯甲酸，苯甲酸与浓硝酸在浓硫酸的作用下反应生成间硝基苯甲酸，然后硝基被还原为氨基，得到间氨基苯甲酸，其合成路线为：。
14. (1)     甲醛     加成反应
(2)+Cl2+HCl
(3)NaOH的水溶液，加热
(4)+3+3H2O
(5)3
(6)     13    
(7)CH2OHOOCCH2COOH

【分析】由“已知”可知A为HCHO，B分子有10个C，则是由2分子A和1分子CH3(CH2)6CHO发生类似“已知”反应得到的，则B的结构简式为CH3(CH2)5C(CH2OH)2CHO；B和氢气发生加成反应生成C，C为；结合E的结构可知烃D为；E发生水解反应生成F，F为；G分子比F少2个H，则G为苯甲醛，结构简式为，苯甲醛被氧化为苯甲酸H，3个H分子和1个C分子发生酯化反应生成I，I的结构简式为，结合有机化学基础知识解答。
(1)
结合分析可知A为甲醛；A→B发生醛醛加成反应，反应类型为加成反应；
(2)
D→E为甲苯在氯气、光照条件下发生取代反应生成一氯代物的反应，反应方程式为+Cl2+HCl；
(3)
E→F发生卤代烃的水解，所需试剂和条件为NaOH的水溶液，加热；
(4)
1分子C和3分子H发生酯化反应生成I，反应的化学方程式为+3+3H2O；
(5)
1mol化合物I含有3mol酯基，则1mol化合物I最多能与3molNaOH反应；
(6)
H为苯甲酸，J为H的同系物，相对分子质量相差14，则J含一个苯环，一个羧基和一个饱和C，即J比H多一个“CH2”，J的同分异构体满足：
①属于芳香族化合物，则含苯环；
②能发生银镜反应，则含HCOO-或-CHO；
③能与氯化铁发生显色反应，则含酚羟基；
综上所述，满足条件的J的同分异构体含、-CHO结构，满足条件的有：有两个侧链(酚羟基和-CH2CHO)时有邻间对3种；有三个侧链(酚羟基、-CHO、-CH3)时有10种；共3+10=13种；其中核磁共振氢谱有5组吸收峰，且峰面积比为2:2:2:1:1的结构简式为；
(7)
甲醛含1个C，乙醛含2个C，丙二酸含2个C，则利用甲醛和乙醛发生“已知”反应得到，用酸性高锰酸钾溶液将-CH2OH和-CHO氧化为-COOH即可得到目标产物，合成路线为CH2OHOOCCH2COOH。
15. (1)     间苯二酚##1，3一苯二酚    
(2)酮基、羟基、醚键
(3)AB
(4)+ +H2O
(5)取代反应
(6)或
(7)

【分析】由有机物的转化关系可知，与乙酸发生取代反应生成，则B为；在碳酸钾作用下，与丙酮发生取代反应生成，一定条件下转化为，在浓硫酸作用下共热发生分子内取代反应生成，与在催化剂作用下先发生加成反应、再发生消去反应生成，一定温度下与Py—HCl发生取代反应生成。
（1）
由分析可知，A的结构简式为，名称为间苯二酚(或1，3一苯二酚)；B的结构简式为，故答案为：间苯二酚(或1，3一苯二酚)；；
（2）
由结构简式可知，C的官能团为酮基、羟基、醚键，故答案为：酮基、羟基、醚键；
（3）
A．由结构简式可知，G分子中含有酚羟基和酯基，结合苯酚的性质可知，G不可能易溶于水，故错误；
B．由结构简式可知，G的分子式为C15H10O4，故错误；
C．由结构简式可知，G分子中含有的碳碳双键和酚羟基能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色，故正确；
D．由结构简式可知，G分子中含有的酚羟基和酚酯基能与氢氧化钠溶液反应，则1mol化合物G最多消耗4mol氢氧化钠反应，故正确；
故选AB；
（4）
由分析可知，E到F的反应为与在催化剂作用下先发生加成反应、再发生消去反应生成和水，反应的化学反应方程式为+ +H2O，故答案为：+ +H2O；
（5）
由分析可知，⑥的反应为一定温度下与Py—HCl发生取代反应生成，故答案为：取代反应；
（6）
D的同分异构体能与碳酸氢钠溶液反应，能使氯化铜溶液变紫色说明同分异构体分子中含有羧基和酚羟基，则符合核磁共振氢谱峰面积比为1：1：2：6的结构简式为、，故答案为：或；
（7）
由题给有机物的转化关系可知，由和为起始原料制备的合成步骤为在碳酸钾作用下与丙酮发生取代反应生成，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成，在浓硫酸作用下与共热发生酯化反应生成，与Py—HCl共热发生取代反应生成，合成路线为，故答案为：。