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文档简介
2023学年高一下化学期末模拟测试卷注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在测试卷卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在测试卷卷上。3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在密闭容器中进行,如图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是A.T1<T2p1<p2m+n>p放热反应B.T1>T2p1<p2m+n<p吸热反应C.T1<T2p1>p2m+n>p放热反应D.T1>T2p1<p2m+n>p吸热反应2、下列说法不正确的是()A.化石燃料不一定在任何条件下都能充分燃烧B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将更低3、下列属于吸热反应的是A.CaO+H2O=Ca(OH)2B.C+H2OCO+H2C.NaOH+HCl="NaCl"+H2OD.2Mg+CO22MgO+C4、如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是()A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.可与溴水发生取代反应使溴水褪色C.中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键D.在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应5、实验室采购了部分化学药品,如图是从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。下列说法正确的是硫酸化字纯(CP)(500ml)品名:硫酸化学式:H2SO4相时分子质量:98密度:1.84g•cm-3质量分教:98%A.该硫酸的物质的量浓度为9.2mol•L-1B.1molAl与足量的该硫酸反应产生3g氢气C.这种硫酸在常温下不能使铁钝化D.配制80mL2.3mol•L-1的稀硫酸需量取该硫酸12.5mL6、标准状况下,0.56LCH4和C2H4的混合气体通入足量溴水中,溴水增重0.28g(假设C2H4完全被吸收),则乙烯占混合气体体积的A.20% B.40%C.60% D.80%7、今有五种有机物:①CH2=CHCl、②CH3(CH2)3OH、③CH2=CHCH2OH、④CH2=CHCOOCH3、⑤CH2=CHCOOH,其中既能发生加成反应、加聚反应、酯化反应,又能发生氧化反应的是A.③⑤ B.①②⑤ C.②④ D.③④8、配制一定物质的量浓度的硫酸溶液涉及多步操作,其中下列图示操作正确的是A. B. C. D.9、采用下列措施的目的与控制化学反应速率无关的是()A.将煤块磨成煤粉B.红酒中添加二氧化硫C.染料中添加铁红D.铁锅洗后擦干10、海水是巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用说法正确的是A.海水的淡化,只需经过化学变化就可以得到B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C..从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备金属NaD.利用海水、铝、空气的航标灯的原理是将电能转化为化学能11、下列表达方式错误的是()A.甲烷的电子式:B.氯化钠的电子式:C.硫离子的结构示意图:D.碳-12原子:12、“绿色化学”的核心是实现污染物“零排放”。下列最符合“绿色化学”理念的是A.利用太阳能分解水制氢气B.在厂区大量植树绿化,净化污染的空气C.将煤液化后使用以提高煤的利用率D.将化石燃料充分燃烧后再排放13、NO和CO都是汽车排放尾气中的有害物质,它们能缓慢地反应,生成N2和CO2,对此反应下列叙述正确的A.使用催化剂并不能改变反应速率 B.使用催化剂可以加快反应速率C.降低压强能加快反应速率 D.降温可以加快反应速率14、下列物质中,属于天然高分子化合物的是()。A.油脂 B.淀粉 C.葡萄糖 D.塑料15、糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。以下叙述正确的是A.植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色 B.淀粉和纤维素互为同分异构体C.葡萄糖能发生银镜反应和水解反应 D.蛋白质溶液遇硫酸铜变性16、25℃时,下列说法正确的是A.0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中的c(NH4+)<c(SO42-)B.0.02mol/L氨水和0.01mol·L-1氨水中c(OH-)之比是2∶1C.向醋酸钠溶液中加入醋酸使溶液的pH=7,此时混合液中c(Na+)>c(CH3COO-)D.向0.1mol/LNaNO3溶液中滴加盐酸使溶液pH=5,此时混合液中c(Na+)=c(NO3-)二、非选择题(本题包括5小题)17、双草酸酯(CPPO)是冷光源发光材料的主要成分,合成路线设计如下:已知:①②+HCl(1)CH2=CH2的结构式为___________。反应①的反应类型是___________。(2)常温下A是无色有特殊香味的液体,与金属Na反应产生气体。A中官能团的名称是___________。(3)反应物B的结构简式为___________。(4)下列关于CPPO的说法中,正确的是___________。a.1个CPPO分子中含10个H原子b.CPPO在一定条件下能发生水解反应c.合成CPPO过程中的反应②③都属于取代反应(5)草酸(HOOC-COOH)与乙二醇(HOCH2CH2OH)在一定条件下聚合生成高分子化合物的化学方程式为___________。(6)已知卤代烃性质:R-X+NaOHR-OH+NaX(R=烷基,X=Br-或I-)。请用几个化学方程式表示由CH2=CH2合成E的过程。___________________18、A是天然气的主要成分,以A为原料在一定条件下可获得有机物B、C、D、E、F,其相互转化关系如图。已知烃B在标准状况下的密度为1.16g•L-1,C能发生银镜反应,F为有浓郁香味,不易溶于水的油状液体。请回答:(1)有机物D中含有的官能团名称是_________,C→D的反应类型___________;(2)有机物A在髙温下转化为B的化学方程式是_____________;(3)有机物C→E的化学方程式___________________;(4)下列说法正确的是________;A.其它条件相同时,D与金属钠反应比水与金属钠反应要剧烈B.可用饱和Na2CO3溶液鉴别D、E、FC.A、B、C均难溶于水,D、E、F常温常压下均为液体D.有机物C能被新制碱性氢氧化铜悬浊液或酸性KMnO4溶液氧化(5)写出一种与C互为同分异构体的有机物的结构简式_____________。19、(一)某实验小组的同学们用下列装置进行乙醇催化氧化的实验.(部分夹持仪器已略去)已知:乙醇的沸点为78℃,易溶于水;乙醛的沸点为20.8℃,易溶于水。(1)乙醇催化氧化的化学方程是_________。(2)装置甲中热水的主要作用是_________。(3)装置乙中冷水的主要作用是_________,其温度要求是_________,为达到该温度,可进行的操作是_________。(4)实验开始前,加热铜网,观察到的现象是_________,该反应的化学方程式是_________;鼓入空气和乙醇蒸气后,铜网处观察到的现象是_________,此反应中,铜的作用是_________。(5)在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该反应_________(填“吸热”或“放热”);集气瓶中收集到的气体的主要成分是_________。(6)实验结束后,取出装置乙中的试管,打开橡胶塞,能闻到_________。(二)化学兴趣小组的同学们设计了如下装置验证乙醇催化氧化的产物(加热仪器、夹持装置已略去)。已知:乙醇的沸点为78℃,易溶于水;乙醛的沸点为20.8℃,易溶于水。(1)乙醇催化氧化的化学方程式是___________。(2)实验时上述装置中需要加热的是__________(填字母,下同),其中应该先加热的是_______,为使装置A中的乙醇成为蒸气,最简单的加热方法是_________。(3)实验室制取氧气的化学方程式是___________。(4)实验开始后,装置B中能观察到的现象是___________;装置C中能观察到的现象是__________,由此得出的结论是_____________。(5)装置E的作用是________,能初步判定反应后有乙醛生成的依据是_____________。(6)装置D中的药品是__________,其作用是_________________。20、H2O2是常用的漂白剂和氧化剂,在环境保护、医药、化学合成等方面有重要的作用.Ⅰ.为探究影响H2O2分解速率的因素,某实验小组进行了如下实验:实验1:在相同的条件下,向一支试管中加入2mL5%H2O2和amLH2O,向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液,观察并比较实验现象。实验2:将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15mL5%的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,实验结果如下:MnO2触摸试管情况观察结果反应完成所需的时间粉末状很烫剧烈反应,带火星的木条复燃3.5min块状微热反应较慢,火星红亮但木条未复燃30min回答下列问题:(1)H2O2的分解反应是____反应(填“放热”或“吸热”)。(2)实验2的实验结果表明,催化剂的催化效果与____有关。(3)实验1的目的是____,a=____。Fe3+可以作为H2O2分解化的催化剂,可能的催化过程如下。请写出ii。i.2Fe3++H2O2=2Fe2++O2+2H+ii.____。Ⅱ.在一定温度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。某实验小组在不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表(溶液体积变化忽略不计)。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9(1)0~6min中该反应的平均反应速率v(H2O2)约为____。(保留两位有效数字)(2)反应到6min时,H2O2分解率为____。21、Ⅰ.肼(N2H4)又称联氨,常温时是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。(1)已知在25℃、101kPa时,16gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出312kJ的热量,则N2H4完全燃烧的热化学方程式是__________________________________。II.如下图所示,某研究性学习小组利用上述燃烧原理设计一个肼(N2H4)─空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜(即只允许阳离子通过)。根据要求回答相关问题:(2)甲装置中通入________气体的一极为正极,其电极反应式为:________________。(3)乙装置中石墨电极为_________极,其电极反应式为_______________;可以用__________________检验该反应产物,电解一段时间后,乙池中的溶液呈_______性。(4)图中用丙装置模拟工业中的_________________原理,如果电解后丙装置精铜质量增加3.2g,则理论上甲装置中肼消耗质量为___________g。(5)如果将丙中的粗铜电极换为Pt电极,则丙中总化学方程式为___________________________。
2023学年模拟测试卷参考答案(含详细解析)一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、B【答案解析】
由图可知,压强一定时,温度T1先到达平衡,故温度T1>T2,升高温度B的含量减小,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应;温度一定时,压强P2先到达平衡,故压强P1<P2,增大压强B的含量增大,说明平衡逆向移动,正反应为气体体积增大的反应,则m+n<p,故选B。2、D【答案解析】A、在氧气不充分的条件下,化石燃料会不完全燃烧,故A正确;B、化石燃料中含有碳、硫元素,在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体,故B正确;C、将煤进行深加工后再燃烧可以使燃烧效率更高,故C正确;D、固体煤变为气体燃料后,增加了氧气与燃料的接触面积,燃烧效率将更高,故D错误。故选D。3、B【答案解析】测试卷分析:常见的放热反应类型有酸碱中和反应、燃烧反应、绝大多数化合反应、金属与水或酸的反应等;吸热反应有分解反应,C与H2O、CO2反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应等。A、C、D项均属于放热反应;B项属于吸热反应。考点:考查放热反应与吸热反应的判断。4、C【答案解析】
由比例模型可知四种常见有机物分别为甲烷、乙烯、苯、乙醇,据此分析解答。【题目详解】A.甲烷的化学性质稳定,不能使酸性KMnO4溶液褪色,选项A错误;B.乙烯中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应而使溴水褪色,选项B错误;C.苯中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键,选项C正确;D.乙醇与乙酸发生酯化反应需要在浓硫酸加热条件下进行,选项D错误。答案选C。【答案点睛】本题考查有机物的结构与性质,把握比例模型及对应化合物的性质为解答的关键,侧重常见几种烃和乙醇性质及结构的考查。5、D【答案解析】A.该硫酸的浓度为c=1000×1.85×98%/98mol/L=18.4mol/L,A错误;B.铝与浓硫酸常温下发生钝化,加热时生成二氧化硫和硫酸铝,不能生成氢气,B错误;C.该硫酸为浓硫酸,在常温下能够使浓硫酸发生钝化,C错误;D.配制80mL2.3mol•L-1的稀硫酸,实际上配制的是100mL2.3mol/L,根据溶液稀释前后浓度不变可知0.1L×2.3mol/L=V×18.4mol/L,V=0.0125L=12.5mL,D正确;答案选D。点睛:本题考查物质的量浓度的计算,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意相关计算公式的运用,测试卷培养了学生的化学计算能力。选项D是解答的易错点,注意容量瓶的规格没有80mL的。6、B【答案解析】
乙烯含有碳碳双键,能和溴水发生加成反应,甲烷较稳定,不和溴水反应,所以溴水增重的质量为乙烯的质量。【题目详解】0.56LCH4和C2H4的物质的量为=0.025mol,溴水增重的质量为乙烯的质量,溴水增重0.28g,乙烯的物质的量为=0.01mol,则乙烯占混合气体体积的×100%=40%,故选B。【答案点睛】本题考查与化学方程式有关的计算注意明确溴水增重的物质是解本题的关键。7、A【答案解析】
①CH2=CHCl含有碳碳双键,可以发生加成、加聚、氧化反应,不能发生酯化反应,①错误;②CH3(CH2)3OH含有羟基,可以发生氧化、酯化反应,②错误;③CH2=CHCH2OH含有碳碳双键、羟基,可以发生加成、加聚、氧化、酯化反应,③正确;④CH2=CHCOOCH3含有碳碳双键、酯基,可发生加成、加聚、氧化、水解反应,④错误;⑤CH2=CHCOOH含有碳碳双键、羧基,可以发生加成、加聚、氧化、酯化反应,⑤正确。【题目详解】③⑤正确,答案为A8、D【答案解析】
A、稀释浓硫酸时一定不能把水注入浓硫酸中,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散,选项A错误;B、转移时应用玻璃棒引流,选项B错误;C、用胶头滴管滴加溶液时应悬于容器上方滴加,选项C错误;D、配制溶液时定容后就进行摇匀,操作正确,选项D正确。答案选D。9、C【答案解析】分析:A.反应物接触面积越大反应速率越快;B.二氧化硫能够杀菌消毒,且具有还原性;C.氧化铁是红色染色剂;D.钢铁易发生电化学腐蚀。详解:A.将煤块磨成煤粉增大反应物的接触面积,反应速率加快,与控制化学反应速率有关,A不符合;B.二氧化硫能够杀菌消毒,且具有还原性,所以可以添加于红酒中可以起到杀菌和抗氧化作用,所以红酒中添加二氧化硫与控制化学反应速率有关,B不符合;C.氧化铁是红色染色剂,因此染料中添加铁红与控制化学反应速率无关,C符合;D.钢铁易发生电化学腐蚀,铁锅洗后擦干可以防止铁被腐蚀,与控制化学反应速率有关,D不符合。答案选C。10、C【答案解析】A.海水淡化主要是通过物理方法分离得到,故A错误;B.海水晒盐是利用氯化钠溶解度随温度变化不大,溶蒸发溶质析出,过程中无化学变化,故B错误;C.从海水中可以得到NaCl晶体,电解熔融氯化钠得到金属钠,是工业制备钠的方法,故C正确;D.海水、铝、空气可以形成原电池反应提供电能,航标灯的原理是将化学能转化为电能,故D错误;故选C。点睛:海水的综合利用如图所示:
。11、C【答案解析】A.甲烷的电子式是,A正确;B.氯化钠的电子式是,B正确;C.硫离子的核外有18个电子,C不正确;D.碳-12原子的符号为,D正确。本题选C。12、A【答案解析】
A.利用太阳能分解水制氢气,既能充分利用太阳能,又对环境无污染,符合绿色化学核心要求,故A选;B.在厂区大量植树绿化,净化污染的空气,虽然有利于环境保护,但不是从源头上杜绝环境污染,故B不选;C.将煤液化后使用以提高煤的利用率,过程中仍会有污染物的排放,故C不选;D.将化石燃料充分燃烧后再排放,燃烧过程中有污染物的排放,不符合零排放,故D不选;故选A。【答案点睛】本题的易错点为B,要注意绿色化学是从源头上杜绝环境污染,应符合“零排放”。13、B【答案解析】
催化剂可以降低反应活化能,加快化学反应速率;降温、减压一般减慢反应速率,故答案为B。14、B【答案解析】
A.油脂相对分子质量较小,不属于高分子化合物,故A错误;B.淀粉属于天然高分子化合物,故B正确;C.葡萄糖相对分子质量较小,不属于高分子化合物,故C错误;D.塑料是合成高分子化合物,故D错误;答案选B。【答案点睛】常见的淀粉、纤维素、蛋白质为天然高分子化合物;塑料、合成橡胶、合成纤维属于三大合成高分子化合物。本题的易错点为A,要注意油脂的相对分子质量较大,但远小于10000,不属于高分子化合物。15、D【答案解析】
A项、植物油中含有碳碳不饱和键,可以使溴的四氯化碳溶液褪色,故A错误;B项、虽然淀粉与纤维素均可以用通式(C6H10O5)n表示,但在淀粉分子中,n表示几百到几千个单糖单元,在纤维素分子中,n表示几千个单糖单元,由于n值在二者分子中不相同,所以淀粉和纤维素不是同分异构体,故B错误;C项、葡萄糖属于单糖,不能发生水解反应,故C错误;D项、硫酸铜为重金属盐,蛋白质溶液遇重金属盐发生变性,故D正确;故选D。16、D【答案解析】
A、NH4+虽然水解,但水解程度非常微弱,因此(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)>c(SO42-),故A错误;B、相同条件下,弱电解质的浓度越小,电离程度越大,因此0.02mol·L-1氨水与0.01mol·L-1氨水溶液溶液中c(OH-)之比不等于2:1,故B错误;C、依据电荷守恒,得出c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),混合后溶液的pH=7,即c(H+)=c(OH-),推出c(Na+)=c(CH3COO-),故C错误;D、硝酸钠是强酸强碱盐,Na+和NO3-不发生水解,也不与HCl发生反应,根据物料守恒,即c(Na+)=c(NO3-),故D正确;答案选D。二、非选择题(本题包括5小题)17、加成反应羟基bcCH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr,HOCH2CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O【答案解析】
由有机物转化关系可知,乙烯与HBr发生加成反应生成CH3CH2Br,CH3CH2Br在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成CH3CH2OH,则A为CH3CH2OH;在浓硫酸作用下,CH3CH2OH与共热发生酯化反应生成,则B为,D为;乙烯与溴水发生加成反应生成BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成HOCH2CH2OH,HOCH2CH2OH发生催化氧化反应生成OHC-CHO,则E为OHC-CHO;OHC-CHO发生发生催化氧化反应生成HOOC-COOH,HOOC-COOH发生信息①反应生成,则G为;一定条件下,和发生信息②反应生成。【题目详解】(1)CH2=CH2的结构式为;反应①为乙烯与HBr发生加成反应生成CH3CH2Br,故答案为;加成反应;(2)CH3CH2Br在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成CH3CH2OH,则A为CH3CH2OH,官能团为羟基,故答案为羟基;(3)由转化关系可知,在浓硫酸作用下,CH3CH2OH与共热发生酯化反应生成,则B为,D为,故答案为;(4)a、由CPPO得结构简式为可知,分子中含有12个氢原子,故错误;b、由CPPO得结构简式可知分子中含有的官能团为氯原子和酯基,氯原子和酯基在一定条件下均能发生水解反应,故正确;c、反应②为在浓硫酸作用下,CH3CH2OH与共热发生酯化反应生成,反应③为一定条件下,和发生取代反应生成,故正确;bc正确,故答案为bc;(5)草酸与乙二醇在一定条件下发生缩聚反应生成和水,反应的化学方程式为,故答案为;(6)由CH2=CH2合成E的过程为乙烯与溴水发生加成反应生成BrCH2CH2Br,反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成HOCH2CH2OH,反应的化学方程式为BrCH2CH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr,HOCH2CH2OH发生催化氧化反应生成OHC-CHO,反应的化学方程式为HOCH2CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O,故答案为CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr,HOCH2CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O。【答案点睛】由双草酸酯的结构简式,结合信息,运用逆推法确定D为,G为是解题的突破口。18、羟基加成反应或还原反应2CH4CH≡CH+3H22CH3CHO+O22CH3COOHBDCH2=CHOH或【答案解析】本题考查有机物的推断,A为天然气的主要成分,即A为CH4,B在标准状况下的密度为1.16g·L-1,根据M=22.4ρ=22.4×1.16g·mol-1=26g·mol-1,即B为C2H2,C能发生银镜反应,说明C属于醛基,即为乙醛,CH3CHO与氢气发生还原反应或加成反应,生成CH3CH2OH,乙醛被氧气氧化成CH3COOH,乙酸与乙醇发生酯化反应生成CH3COOCH2CH3,(1)根据上述分析,D为CH3CH2OH,含有的官能团是羟基,乙醛生成乙醇,是还原反应或加成反应;(2)根据原子守恒,应是2个甲烷分子生成1个乙炔分子,同时产生1个氢气分子,即反应方程式为:2CH4CH≡CH+3H2;(3)根据上述分析,此反应为乙醛的氧化反应,即反应方程式为:2CH3CHO+O22CH3COOH;(4)A、D为乙醇,电离出的H+能力弱于水,因此金属钠与乙醇反应比与水反应缓慢,故A错误;B、乙醇与碳酸钠互溶,乙酸与碳酸钠反应产生CO2气体,乙酸乙酯不溶于碳酸钠,浮在碳酸钠的液面上,出现分层,因此可以鉴别,故B正确;C、甲烷和乙炔不溶于水,乙醛溶于水,故C错误;D、C为乙醛,能被新制氢氧化铜悬浊液氧化,也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故D正确;(5)与乙醛互为同分异构体的是CH2=CHOH或。19、(一)加热乙醇,使其成为蒸气冷凝乙醛小于20.8℃向水中加入少量冰块铜网变黑变黑的铜网重新变红催化剂放热氮气强烈的刺激性气味(二)ABB水浴加热铜丝由红变黑,再由黑变红无水硫酸铜粉末由白色变为蓝色乙醇催化氧化的产物有水吸收乙醛防止倒吸装置E中的物质有强烈刺激性气味碱石灰防止外界的水蒸气进入导管使无水硫酸铜变蓝【答案解析】
本实验主要考察的是乙醇的催化氧化。在课本中,乙醇的催化氧化的实验操作是将灼烧过的铜丝插入到乙醇中。在本题的两个实验中,乙醇放置在一个装置中,无法直接和铜网(丝)接触,且题中告知乙醇的沸点,则可以使用气态的乙醇去反应。在实验(一)中,装置甲的作用是提供气态的乙醇,装置乙的作用是收集乙醛(题中告知乙醛的沸点为20.8℃,说明乙醛也易挥发)。在实验(二)中,装置A的作用是提供气态的乙醇,装置C的作用是检验产物——水蒸气,装置D的作用是干燥乙醛,装置E的作用是收集乙醛(乙醛易溶于水)。还要注意的是,乙醇的催化氧化实际上是两步反应,Cu先被氧化为CuO,乙醇和灼热的CuO反应生成乙醛和Cu。【题目详解】(一)(1)乙醇催化氧化的化学方程式为:;(2)由于乙醇无法直接和铜网接触,所以需要将乙醇汽化,装置甲中的热水是为了加热乙醇,使其变为蒸汽;(3)题中告知乙醛的沸点为20.8℃,易溶于水,说明乙醛易挥发,可以用水吸收乙醛,则装置乙中冷水的作用是吸收乙醛,温度小于20.8℃,以减少乙醛的挥发;为了保证低温,往往考虑使用冰水浴,所以可以在冷水中加入少量冰块;(4)铜网受热,可以看到铜网变黑,其化学方程式为;鼓入乙醇蒸汽后,乙醇和黑色的CuO在加热的情况下反应,CuO变回了Cu,则可以观察到黑色的铜网变红;在整个过程中,Cu先是变为CuO,再是变回了Cu,相当于没有发生变化,起到了催化剂的作用;(5)反应需要加热进行,在熄灭酒精灯的情况下,反应仍能进行,说明有热量提供以满足该反应的需要,则该反应是放热反应;整个反应过程中,涉及到的气体有空气、乙醇气体、乙醛气体,其中乙醇气体参与反应或者被乙装置吸收,乙醛气体被乙装置吸收,空气中的氧气参与反应,氮气不参加任何反应,则集气瓶中主要的成分为氮气;(6)乙装置中的主要液体为乙醛溶液,打开瓶塞后,可以闻到强烈的刺激性气味;(二)(1)乙醇催化氧化的化学方程式为:;(2)该反应的条件为加热,,所以B处需要加热,实验中还需要乙醇气体,所以A处也需要加热,则需要加热的有A、B;该反应的实际情况中,乙醇是和CuO反应的,所以要先加热B以获得CuO;为使乙醇变为蒸气,最简单的方法是水浴加热,因为水浴加热时,乙醇受热均匀,可以获得平稳的乙醇气流;(3)实验室制备干燥的O2的方程为:;(4)实验开始后,Cu先变为CuO,CuO再和乙醇气体反应变回Cu,所以B处可以看到红色的铜丝先变黑,再变红;反应中,有水蒸气生成,则可以看到C处的无水CuSO4粉末变为蓝色,说明该反应有水生成;(5)E的作用为吸收乙醛,因为题中已经告知乙醛的沸点为20.8℃,且易溶于水,且E装置在反应装置的最后;乙醛具有刺激性气味,所以可以根据气味来判断是否有乙醛生成;(6)D中的药品应该是碱石灰,因为E中含有水,水蒸气会沿导管进入C中,这样会影响无水CuSO4粉末对产物生成的水的检验,所以应该在C、E之间连接一个干燥装置,目的是防止防止外界的水蒸气进入导管使无水CuSO4粉末变蓝。【答案点睛】乙醇的催化氧化分为两步:第一步为:,第二步为:,总的方程式为:。20、放热催化剂接触面积研究FeCl3对H2O2分解反应速率的影响a=1H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O3.3×10-2mol•L-1•min-1或0.033mol•L-1•min-150%【答案解析】
Ⅰ(1)由实验现象分析反应放热还是吸热;(2)根据实验现象分析催化剂的表面积对反应速率的影响;(3)对比实验中所用到的试剂判断实验目的;依据催化剂的特点分析解答;Ⅱ(1)根据反应速率V=△c÷△t计算;(2)依据转化率的含义计算。【题目详解】Ⅰ(1)根据触摸试管的感觉可知,该反应为放热反应;(2)实验2的实验结果表明二氧化锰为粉末状时反应快,则这说明催化剂的催化效果与催化剂接触面积有关。(3)一支试管中加入2mL5%H2O2和amLH2O,另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液,可以得出反应物双氧水的浓度一致,唯一的变量是另一支试管中加了1mLFeCl3溶液,判断出加FeCl3溶液的目的是研究FeCl3对H2O2分解反应速率的影响,为了让两支试管中H2O2的浓度相等,水的体积应该是1mL,即a=1;由于催化剂在反应前后质量和性质是不变的,则根据2Fe3++H2O2=2Fe2++O2+2H+可知第二步反应是H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;Ⅱ(1)0~6min中生成氧气是2
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