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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年统编版2024必修2化学上册阶段测试试卷209考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、过量的泥沙;纯碱和生石灰熔融后生成的物质是()
①水泥②玻璃③陶瓷④混凝土⑤一种硅酸盐产品A.①④B.②⑤C.③D.①③⑤2、燃料电池是目前电池研究的热点之一、现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如下图所示,均为惰性电极。下列叙述不正确的是。
A.极是负极,该电极上发生氧化反应B.电池总反应为C.极电极反应式为D.氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源3、对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是A.v(A)=0.3mol/(L·s)B.v(B)=1.8mol/(L·s)C.v(D)=0.7mol/(L·s)D.v(C)=1.5mol/(L·min)4、已知若在500℃和催化剂的作用下,反应在容积固定的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是A.达到平衡时,和的浓度一定相等B.反应体系中,当混合物的密度保持不变,反应达到平衡C.使用催化剂、增大压强和升高温度均有利于加快反应速率D.投入和达平衡时反应放出热量为198.0kJ5、食醋是厨房中常用的调味品,它的主要成分是乙酸,乙酸分子的模型如图所示,其中代表一个碳原子,代表一个氢原子,代表一个氧原子。下列说法不正确的是。
A.乙酸是一种化合物B.乙酸的相对分子质量为60C.乙酸中碳元素的质量分数为60%D.乙酸分子中的碳原子、氢原子、氧原子的个数比为1:2:16、加强水资源保护是实现生态文明的核心。下列做法不应该提倡的是A.将有害污染物深度填埋B.培养节约用水的意识C.减少农业生产中化肥和农药的使用D.合理使用无害化处理后的生活污水7、将2molA气体和1.5molB气体在1L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌2C(g),若经2s后测得A的物质的量为1mol,下列说法正确的是A.用物质A表示反应的平均速率为1mol•L-1•s-1B.物质B的体积分数是10%C.2s时物质A的转化率为50%D.2s时物质B的浓度为0.5mol•L-1评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)8、在2L密闭容器内,800℃时在反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,随时间的变化如下:。时间/012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007
(1)下图表示NO的变化的曲线是___________。
(2)达平衡时NO的转化率为___________。
(3)用NO2表示内该反应的平均速率ν(NO2)=___________。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的有___________(填序号)。
a.2n(NO2)=n(NO)b.ν(NO2)=2ν(O2)
c.容器内压强保持不变d.容器内密度保持不变。
e.容器内颜色保持不变f.容器内混合气体的平均相对分子质量不变。
(5)为使该反应的反应速率增大,下列措施正确的有___________。
a.适当升高温度b.增大的浓度。
c.及时分离出NO2d.选择高效催化剂9、非金属元素在化工生产中扮演着重要角色。其中硅是无机非金属材料的重要组成元素;在众多的化工原料和产品中;都能见到氮元素的踪迹。
I.回答下列问题:
(1)硅酸盐具有特殊的性质与应用,回答下列问题:硅酸盐材料是传统无机非金属材料,下列产品属于硅酸盐的是______(填序号)。
①玻璃②陶瓷③水晶④硅芯片⑤光导纤维⑥水泥⑦砖瓦。
(2)SiO2是一种酸性氧化物。
①用化学方程式表示盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因:_______。
②熔化烧碱应选用的坩埚为______(填字母)。
A.铁坩埚B.玻璃坩埚C.石英坩埚D.瓷坩埚。
II.某化学小组模拟工业生产制取HNO3;设计了如图所示装置,其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。
(3)装置E中主要反应的化学方程式为_______。
(4)F装置用浓NaOH溶液吸收NO2,生成物之一是NaNO2,请写出该反应的离子方程式______。
(5)装置C中浓硫酸的主要作用是______。
(6)干燥管中的碱石灰用于干燥NH3;某同学思考是否可用无水氯化钙代替碱石灰,并设计如图所示装置(仪器固定装置省略未画)进行验证,实验步骤如图:
①用烧瓶收集满干燥的氨气;立即塞如图所示的橡胶塞。
②正立烧瓶,使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部,摇动,可以观察到的现象是______。由此,该同学得出结论:不能用CaCl2代替碱石灰。10、如图所示:
(1)铜与锌直接浸在同一电解质溶液中,形成了___________池,铜是___________极;锌是___________极;正极发生___________反应,负极发生___________反应。
(2)写出电极反应式:正极:___________负极:___________。
(3)溶液中的H+向___________极移动,溶液中的SO向___________极移动。
(4)总反应的离子方程式___________。11、如何降低大气中的含量及有效地开发利用引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入和在下发生发应,实验测得和的物质的量浓度随时间变化如下所示:
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率______。500℃达平衡时,的体积分数为______,如上图是改变某条件时化学反应速率随时间变化的示意图,则该条件是______该反应的逆反应为______反应填“放热”或“吸热”
(2)500℃该反应的平衡常数为______保留两位小数若降低温度到300℃进行,达平衡时,K值______填“增大”“减小”或“不变”.
(3)下列措施中能使的转化率增大的是______.
A.在原容器中再充入
B.在原容器中再充入和
C.在原容器中充入
D.使用更有效的催化剂。
E.将水蒸气从体系中分离出。
(4)500℃条件下,改变起始反应物的用量,测得某时刻和的浓度均为则此时正______逆填“”“”或“”
(5)假定该反应是在恒容恒温条件下进行,判断该反应达到平衡的标志______.
A.消耗同时生成1mol
混合气体密度不变。
C.混合气体平均相对分子质量不变。
D.3v正(H2)=v逆(H2O)
E.不变12、乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色。其化学方程式____________________________。
该反应叫__________反应。(填“取代”;“加成”、“加聚”等)
水果店或鲜花店里的墙角四周常常放置多个装有浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土的花盆。它的作用是用来吸收水果或花朵产生的_________气体,以达到水果、鲜花的保鲜要求。13、同时符合下列三个条件的B()的同分异构体的数目有________个;写出其中任意一个同分异构体的结构简式:___________________________________。
Ⅰ.含有间二取代苯环结构。
Ⅱ.属于非芳香酸酯。
Ⅲ.与FeCl3溶液发生显色反应14、已经探明;我国南海跟世界上许多海域一样,海底有极其丰富的甲烷资源。其总量超过已知蕴藏在我国陆地下的天然气总量的一半。据报导,这些蕴藏在海底的甲烷是高压下形成的固体,是外观像冰的甲烷水合物。
(1)试设想,若把它从海底取出,拿到地面上,它将有什么变化________?它的晶体是分子晶体、离子晶体还是原子晶体_______?你作出判断的根据是什么_________?
(2)己知每1立方米这种晶体能释放出164立方米的甲烷气体,试估算晶体中水与甲烷的分子比(不足的数据由自己假设,只要假设得合理均按正确论)________。15、二氧化碳的有效回收利用,既能缓解能源危机,又可减少温室效应的影响,具有解决能源问题及环保问题的双重意义。Zn/ZnO热化学循环还原CO2制CO的原理如图所示;回答下列问题:
(1)①Zn/ZnO在反应中循环使用;其作用是___。
(2)二甲醚是主要的有机物中间体,在一定条件下利用CO2与H2可直接合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),=3时,实验测得CO2的平衡转化率随温度及压强变化如图所示。
合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳,合成时选用硅铝化合物做催化剂,硅铝比不同时,生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较:KA___KB(填“>、<、=”)。根据以上两条曲线,写出其中一条变化规律:___。评卷人得分三、判断题(共5题,共10分)16、植物油氢化过程中发生了加成反应。(____)A.正确B.错误17、化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能。_____A.正确B.错误18、燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源。(_______)A.正确B.错误19、乙烯、苯、聚乙烯均含有碳碳双键。(____)A.正确B.错误20、C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1367.0kJ·mol-1(燃烧热)。_____评卷人得分四、工业流程题(共3题,共27分)21、硫酸铜在生产;生活中应用广泛。某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下:
(1)写出浸出时铜与稀硝酸反应的离子方程式:______________;
(2)取样检验是为了确认Fe3+是否除净,你的检验方法是____________________。
(3)滤渣c是_____________。
(4)气体a可以被循环利用,用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO+O2==2NO2、_____________
(5)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体,且n(SO3)∶n(SO2)=1∶2,写出硫酸铜受热分解的化学方程式:______________________。
某同学设计了如下图所示的实验装置分别测定生成的SO2、SO3气体的质量和O2气体的体积。此设计有不合理之处,请说明理由:__________________________。
22、氟化工产业被称为“黄金产业”,我国是世界最大氟化工初级产品生产国和出口国。用工业副产品氟硅酸(H2SiF6)制备氟化铵(NH4F)联产氟化镁的流程如下:
回答下列问题:
(1)写出反应①的化学方程式_______。操作①的名称:_______。
(2)工业生产中“反应①”的最佳温度为80℃,除考虑温度对速率的影响,请结合已有知识分析温度不宜过高的原因:_______。
(3)从滤液获得晶体的“一系列操作”是_______、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,其中“降温速率对收率影响”如图所示,则最佳降温速率为_______min·℃-1。降温速率对氟化铵收率的影响降温速率/(min·℃-1)收率/%327.12627.461030.181525.532026.013025.41
(4)写出反应②的离子方程式_______。该流程中的副产品为_______。
(5)氟化铵含量的测定;称取mg样品于塑料烧杯中加水溶解,加入足量甲醛溶液,摇匀静置,滴加2-3滴酚酞指示剂,用0.5mol/L的氢氧化钠标准液滴定至终点,消耗氢氧化钠体积VmL,同时做空白对照实验消耗氢氧化钠体积为V0mL。(已知:4NH+6HCHO→(CH2)6N4H++3H++6H2O,1mol(CH2)6N4H+消耗1molNaOH)
①请结合离子方程式解释氟化铵样品不能在玻璃烧杯中溶解的原因:_______。
②计算样品中氟化铵的含量为_______。23、镁;铝是两种重要的金属;它们的单质及化合物有着各自的性质。
Ⅰ.海水中含有氯化镁;是镁的重要来源之一;从海水中制取镁,某同学设计了如下流程步骤:
主要的步骤总结如下:①把贝壳制成石灰乳②往母液中加石灰乳,沉降、过滤,得到Mg(OH)2沉淀③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤,将制得的晶体脱水得无水MgCl2④将得到的产物熔融后电解。
(1)下列说法不正确的是___________(填代号)。
A.此法的优点之一是原料来源丰富。
B.进行①②③步骤的目的是从海水中提取氯化镁。
C.第④步电解法制取镁是由于镁是很活泼的金属。
D.以上制取镁的过程中涉及的反应只有分解反应;化合反应和置换反应。
(2)步骤②不够合理,理由是___________。
Ⅱ.(3)铝热还原法是冶炼熔点较高的金属的一种重要方法,焊接钢轨即用到此法。将干燥的氧化铁粉末和铝粉均匀混合后放入纸漏斗中(漏斗已事先处理好),并架在铁架台上,下面放置一个盛有沙子的蒸发皿。请写出该置换反应的化学方程式:___________。
(4)为确定某铝热剂(氧化铁粉末和铝粉)的组成;分别进行下列实验。
若取10.7g样品,向其中加入足量的NaOH溶液,测得生成的气体(标准状况)体积为3.36L,反应的化学方程式为___________,样品中铝的质量是___________g。写出计算过程:___________。若取10.7g样品将其点燃,恰好完全反应,待反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为aL,该气体与上小题中所得气体的体积比等于___________∶___________。写出计算过程:___________。评卷人得分五、结构与性质(共3题,共18分)24、科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”;其简单流程如图所示(条件及部分物质未标出)。
(1)已知:CH4、CO,、H2的燃烧热分别为890.3kJ·mol-1、283.0kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1。则上述流程中第一步反应2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)的△H=_________
(2)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某温度下,将1molCO2和3molH2充人体积不变的2L密闭容器中;发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表所示:
①用H2表示的前2h的平均反应速率v(H2)=_________
②该温度下,CO2的平衡转化率为______________
(3)在300℃、8MPa下,将CO2和H2按物质的量之比1:3通入一密闭容器中发生(2)中反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为Kp=_____(用平衡分压代替平衡浓度计算;分压=总压×物质的量分数)。
(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa时,按(CO2):(H2)=1:3投料,如图所示为不同温度()下,平衡时四种气态物质的物质的量()的关系。
①该反应的△H_______0(填“>”或“<”)。
②曲线表示的物质为______(填化学式)。25、合成氨工业在国民生产中有重要意义。回答下列问题:
(1)在恒温恒压条件下,在装置中发生合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列说法正确的是()(填字母)
A.气体体积不再变化;则已经平衡。
B.气体密度不再变化;可能尚未达到平衡。
C.平衡后;向装置中通入氩气,压强不变,平衡不移动。
D.平衡后;压缩体积,则生成更多的氨气。
E.催化剂可以提高生产氨气的产率。
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=—92.0kJ·mol-1;恒容时,体系中各物质浓度随时间变化曲线如图1所示。
①25min时采取的措施是_______________________________。
②三个时间段分别是改变一个条件引起的平衡移动,平衡时平衡常数KⅠ、KⅡ、KⅢ的大小关系__________________。
③在实际工业生产中和①中措施的目的相同的其他措施还有_____________________(写两条)
(3)①合成氨工艺生产中间环节产生的CO会导致催化剂中毒,常用铜液[醋酸二氨合铜(Ⅰ)、氨水]吸收,Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]AcΔH<0。简述吸收CO及铜液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)__________________________________________________________________________
②如果要提高上述反应的反应速率,且提高氨气的转化率,可采取的措施有()
a.加压b.加催化剂c.升温d.及时移走产物。
(4)①用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)ΔH<0。已知该反应的v(正)=k(正)c2(NH3)c(CO2),v(逆)=k(逆)c(H2O),k(正)和k(逆)为速率常数,则平衡常数K与k(正)、k(逆)的关系式是__________________
②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2转化率与氨碳比水碳比的变化关系。
a.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是_______________。
b.测得B点氨的转化率为40%,则X1=_________________。26、(1)按要求书写。
系统命名是________________________________
2—甲基—1;3-丁二烯的结构简式__________________________________
(2)下列各对物质中属于同系物的是___________________;属于同分异构体的是____________属于同位素的是__________,属于同素异形体的是___________
AC与CBO2与O3
CD
E与
(3)下列属于苯的同系物的是____________________(填字母)。
ABCD参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【详解】
泥沙的主要成分是SiO2,与纯碱(Na2CO3)、生石灰(CaO)熔融后发生反应SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaOCaSiO3,而Na2SiO3、CaSiO3与SiO2的熔合物即为玻璃;且玻璃是一种硅酸盐产品。所以②⑤符合题意;故B正确;
答案:B。2、C【分析】【分析】
该装置为氢氧燃料电池,总反应为通氢气的一极为负极,发生氧化反应,通氧气的一极为正极,发生还原反应,考虑到碱性环境,正极反应式为氢氧燃料电池能量转化率高,对环境友好,是一种具有广阔应用前景的绿色电源,据此解题。
【详解】
A.通氢气的一极为负极;发生氧化反应,故A正确;
B.该装置为氢氧燃料电池,总反应为故B正确;
C.b电极反应式中得到电子写成失去电子,应为:故C错误;
D.氢氧燃料电池能量转化率高;对环境友好,是一种具有广阔应用前景的绿色电源,故D正确;
故选C。3、C【分析】【详解】
在单位相同的条件下;不同物质的反应速率与其计量数的比值越大,该反应速率越快。
A.=0.3mol•L-1•s-1;
B.B是固体,没有浓度;
C.=0.35mol•L-1•s-1;
D.v(C)=1.5mol/(L·min)=0.025mol/(L·s),=0.0125mol•L-1•s-1;
通过比较知,反应速率最快的是C选项,故选:C。4、C【分析】【详解】
A.转化率和起始浓度未知,则反应达平衡时,SO2和SO3的浓度关系不确定;能确定的是浓度保持不变,故A错误;
B.容器的体积不变,反应体系中都是气体,气体总质量不变,根据ρ=可知反应过程中气体的密度始终不变;不能作为达平衡的标志,故B错误;
C.使用催化剂;增大压强和升高温度均有利于加快反应速率;故C正确;
D.可逆反应不能完全转化,则在上述条件下,2molSO2和1molO2混合反应;放出的热量小于198.0kJ,故D错误;
答案选C。5、C【分析】【分析】
【详解】
由分子结构模型可知,1个乙酸分子是由2个碳原子、2个氧原子和4个氢原子构成的,其化学式为C2H4O2;
A.由化学式C2H4O2可知,它是由C、H、O三种元素组成的纯净物,属于化合物,故A正确;
B.由化学式C2H4O2可知,乙酸的相对分子质量为12×2+1×4+16×2=60,故B正确;
C.由化学式C2H4O2可知,乙酸中碳元素的质量分数为×100%=40%,故C错误;
D.由化学式C2H4O2可知;1个乙酸分子是由2个碳原子;2个氧原子和4个氢原子构成的,即乙酸分子中的碳原子、氢原子、氧原子的个数比为2:4:2=1:2:1,故D正确;
答案为C。6、A【分析】【分析】
【详解】
A.将有害污染物深度填埋会污染土壤和地下水资源;这种做法不应该提倡,故A符合题意;
B.培养节约用水的意识可以减少水资源的浪费;有利于保护水资源,这种做法应该提倡,故B不符合题意;
C.减少农业生产中化肥和农药的使用可以防止水资源被污染;有利于保护水资源,这种做法应该提倡,故C不符合题意;
D.合理使用无害化处理后的生活污水可以减少水资源的浪费;有利于保护水资源,这种做法应该提倡,故D不符合题意;
故选A。7、C【分析】【分析】
【详解】
据题意列三段式
A.2s后测得A的物质的量为1mol,则△n(A)=2-1=1mol,则故A错误;
B.在恒容恒压下,体积分数即物质的量分数,物质B的体积分数是故B错误;
C.2s时物质A的转化率为故C正确;
D.2s时物质B的浓度故D错误;
故选:C。二、填空题(共8题,共16分)8、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)由表中数据可知从3s开始;NO的物质的量为0.007mol,不再变化,3s时反应达平衡,所以平衡时NO的浓度为0.007mol÷2L=0.0035mol/L,NO是反应物,起始浓度是0.02mol÷2L=0.01mol/L,因此表示NO的变化的曲线是c;
(2)达平衡时NO的转化率为×100%=65%;
(3)根据表中数据可知2s内消耗NO的物质的量是0.02mol-0.008mol=0.012mol,生成NO2是0.012mol,浓度是0.012mol÷2L=0.006mol/L,则用NO2表示内该反应的平均速率ν(NO2)=0.006mol/L÷2s=0.003mol/(L·s);
(4)a.2n(NO2)=n(NO)不能说明正逆反应速率相等;反应不一定处于平衡状态;
b.根据方程式可知ν(NO2)=2ν(O2)始终成立;反应不一定处于平衡状态;
c.正反应体积减小;容器内压强保持不变时,可说明反应一定处于平衡状态;
d.混合气体的总质量不变;容器容积为定值,所以密度自始至终不变,不能说明达到平衡;
e.容器内颜色保持不变;即二氧化氮浓度不再发生变化,反应达到平衡状态;
f.反应前后质量不变;随反应进行,反应混合气体总的物质的量在减小,容器内混合气体的平均相对分子质量不变时,可说明反应一定处于平衡状态;
故答案为:cef;
(5)a.适当升高温度可使反应速率加快;
b.增大的浓度可使反应速率加快;
c.及时分离出NO2;浓度减小,反应速率减小;
d.选择高效催化剂可使反应速率加快;
故答案为:abd。【解析】c65%0.003mol/(L·s)cefabd9、略
【分析】【详解】
(1)①玻璃是非晶无机非金属材料;成分为硅酸钠;硅酸钙、二氧化硅,是硅酸盐;
②陶瓷由粘土烧制而成是硅酸盐;
③水晶成分是二氧化硅;不是硅酸盐;
④硅芯片成分是硅;不是硅酸盐;
⑤光导纤维成分是二氧化硅;不是硅酸盐;
⑥水泥成分是硅酸三钙和硅酸二钙;是硅酸盐;
⑦砖瓦是粘土烧制而成;是硅酸盐;
属于硅酸盐的是①②⑥⑦;
(2)①用化学方程式表示盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;
②烧碱可以和玻璃坩埚;石英坩埚、瓷坩埚反应;熔化烧碱应选用的坩埚为铁坩埚;
(3)装置E中是二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸,主要反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3;
(4)用浓NaOH溶液吸收NO2,生成物之一是NaNO2,氮元素化合价降低,另一个生成的为硝酸根氮元素化合价升高,2NO2+2OH-=NO+NO+H2O;
(5)装置C中浓硫酸的主要作用是干燥气体,吸收多余的NH3;
(6)正立烧瓶,使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部,摇动,使得氨气和氯化钙充分接触反应,可以观察到的现象是气球膨胀,说明氨气和氯化钙反应,压强减少,不能用CaCl2代替碱石灰。【解析】(1)①②⑥⑦
(2)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OA
(3)4NO2+O2+2H2O=4HNO3
(4)2NO2+2OH-=NO+NO+H2O
(5)干燥气体,吸收多余的NH3
(6)气球膨胀10、略
【分析】【分析】
(1)
组成原电池的正负极,稀硫酸是电解质溶液,促成了闭合回路,故形成了原电池,自发的氧化还原反应为Zn+2H+=Zn2++H2;故Zn是负极,发生氧化反应;Cu是正极,发生还原反应。
(2)
正极上氢离子得电子生成氢气,故正极离子方程式为:2H++2e-=H2↑,负极是锌失电子生成锌离子,故负极离子方程式为:Zn-2e-=Zn2+。
(3)
电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极,故H+向正极移动,溶液中的SO向负极移动。
(4)
总反应的离子方程式:Zn+2H+=Zn2++H2↑。【解析】(1)原电池正负还原氧化。
(2)2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+
(3)正负。
(4)Zn+2H+=Zn2++H2↑11、略
【分析】【分析】
根据速率之比等于化学计量数之比计算反应速率;根据平衡时各物质的浓度计算体积分数及平衡常数;根据平衡移动规律分析平衡的移动方向及判断反应是否到达平衡状态。
【详解】
(1)v(CO2)==0.075mol/(L·min),v(H2)=3v(CO2)=0.075mol/(L·min)×3=0.225mol/(L·min);500℃达平衡时,n(CH3OH)=0.75mol/L×1L=0.75mol,n(H2O)=0.75mol,n(CO2)=0.25mol/L×1L=0.25mol,n(H2)=3mol-0.75mol×3=0.75mol,则的体积分数为=如图所示,正逆反应速率都增大,说明升高了反应温度,且逆反应速率增大的更多,平衡向逆方向移动,根据勒夏特列原理分析得,该反应的逆反应为吸热反应,故答案为0.225mol/(L·min);升高温度;吸热;
(2)500℃该反应的平衡常数为K=5.33;降低温度;平衡正方向移动,平衡常数增大,故答案为5.33;增大;
(3)A.在原容器中再充入1molCO2,平衡正方向移动,但的转化率减小;故A不选;
B.在原容器中再充入和该反应为气体体积较小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,所以的转化率增大;故B选;
C.在原容器中充入平衡不移动,所以的转化率不变;故C不选;
使用更有效的催化剂;改变反应速率,但对平衡不影响,故D不选;
E.将水蒸气从体系中分离出,减小生成物浓度,平衡正向移动,故的转化率增大;故E选,故答案为BE;
(4)和的浓度均为时,Qc=v(逆);
(5)A.消耗和生成1mol都表示正反应方向;故A不选;
混合气体密度不变;该容器为恒容,所以气体密度始终不变,故B不选;
C.混合气体平均相对分子质量不变;该反应前后气体的物质的量不同,则相对分子质量不变说明反应物生成物浓度不变,说明反应已达到平衡,故C选;
D.反应中,速率之比等于化学计量数之比,若v正(H2)=3v逆(H2O);则说明反应达到平衡,故D不选;
E不变,说明生成物和反应物物质的量之比不变,能说明反应物和生成物浓度不变,故E选,故答案为CE。【解析】0.225mol/(L·min)升高温度吸热5.33增大BE>CE12、略
【分析】【分析】
【详解】
乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色。反应生成1,2-二溴乙烷,反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2CH2Br—CH2Br;属于加成反应;
水果店或鲜花店里的墙角四周常常放置多个装有浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土的花盆。它的作用是用来吸收水果或花朵产生的乙烯气体,以达到水果、鲜花的保鲜要求。【解析】CH2=CH2+Br2CH2Br—CH2Br加成反应乙烯13、略
【分析】Ⅰ.含有间二取代苯环结构;Ⅱ.属于非芳香酸酯,说明苯环侧链上含有羟基;Ⅲ.与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,因此符合条件的有机物结构简式为共计4种。【解析】4(任写一种)14、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】从海底取出的甲烷水合物将融化并放出甲烷气体分子晶体因为该晶体是分子晶体,甲烷分子和水分子都是由有限数目的原子以共价键结合的小分子,水分子和甲烷分子之间范德华力,而水分子之间是范德华力和氢键。假设甲烷气体体积是折合成标准状况下的数据,则1m3水合物中有甲烷164m3÷22.4m/kmol=7.32kmol;假设甲烷水合物固体中的水的密度为1g/cm3,则其中有水1m3×1000kg/m3+18kg/mol=55.56kmol;因此有:CH4:H2O=7.32kmol:55.6kmol=1:7.6。
甲烷水合物的组成可能是6CH4·46H2O15、略
【分析】【分析】
(1)Zn/ZnO在反应中循环使用;反应中为中间产物,起到催化剂的作用;
(2)平衡常数只受温度影响;280℃下A点和B的K相等,通过对比可知230℃的曲线变化相对平缓,280℃的曲线变化程度较大且先升后降,280℃二甲醚物质的量分数较大,温度升高,浓度的变化受影响的程度也会有一定的改变。
【详解】
(1)Zn/ZnO在反应中循环使用;反应中为中间产物,起到催化剂的作用;
(2)平衡常数只受温度影响,280℃下A点和B的K相等,通过对比可知230℃的曲线变化相对平缓,280℃的曲线变化程度较大且先升后降,280℃二甲醚物质的量分数较大,温度升高,浓度的变化受影响的程度也会有一定的改变,因此变化规律可归纳为:①温度越高,二甲醚的选择性越大;②低温时硅铝比对二甲醚的选择性影响不大,高温时随着硅铝比增大,二甲醚的选择性先增大后减小。【解析】=温度越高,二甲醚的选择性越大低温时硅铝比对二甲醚的选择性影响不大,高温时随着硅铝比增大,二甲醚的选择性先增大后减小三、判断题(共5题,共10分)16、A【分析】【详解】
植物油氢化过程就是油脂与氢气发生加成反应,正确。17、A【分析】【分析】
【详解】
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在植物中,植物、动物躯体经过几百万年复杂的物理、化学变化形成化石燃料,由此可知化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能,正确。18、A【分析】【详解】
燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源,正确。19、B【分析】【详解】
苯分子中不存在碳碳双键,其碳碳键为介于碳碳单键和碳碳双键之间特殊的键,乙烯加聚时碳碳双键转化为单键,故聚乙烯中不含碳碳双键,题干说法错误。20、×【分析】【分析】
【详解】
燃烧热的定义为1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,H应生成液态水,故错误。【解析】错四、工业流程题(共3题,共27分)21、略
【分析】【分析】
硝酸有强的氧化性,可以把活动性弱的金属如Cu、Ag氧化,硝酸浓度不同,反应产物不同,稀硝酸与铜发生反应产生硝酸铜、一氧化氮和水;浓硝酸与铜发生反应产生硝酸铜、二氧化氮和水,铁、铝在室温下遇浓硝酸,在金属表面产生一薄层致密的氧化物保护膜而阻止金属的进一步反应,因此会发生钝化现象,而阻止金属的进一步氧化。在书写离子方程式时要符合电子守恒、电荷守恒及原子守恒。Fe3+与SCN-会结合形成血红色的Fe(SCN)3,使溶液变为血红色;可以与OH-或NH3∙H2O反应产生红褐色Fe(OH)3沉淀;遇苯酚溶液C6H5OH会产生紫色的物质,因此可以用KSCN、NaOH或NH3∙H2O、C6H5OH检验Fe3+的存在;任何反应发生都要符合质量守恒定律,对于氧化还原反应,还应该符合电子得失数目相等的规律;在实验方案的设计时要全面考虑物质的性质,结合SO2有还原性,可以与具有氧化性的O2在水溶液中发生反应产生硫酸;来确定实验方案的优劣。
【详解】
(1)铜与稀硝酸发生反应产生硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)Fe3+遇SCN-离子,溶液变为血红色,因此检验是否洗涤干净的方法是取少量试样于试管中,向试样中滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,则Fe3+未除净,否则Fe3+除净;
(3)含少量铁的废铜渣与硝酸反应。Cu转化为Cu2+,Fe转化为Fe3+,然后调整溶液的pH至3.2—4,这时Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,Cu2+仍然以离子的形式存在于溶液中;所以滤渣c是Fe(OH)3;
(4)气体a是NO可以被循环利用,用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO+O2=2NO2、反应产生的NO2被水吸收得到硝酸,反应方程式是3NO2+H2O===2HNO3+NO;(5)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体,且n(SO3)∶n(SO2)=1∶2,根据反应前后质量守恒、电子转移数目相等,可知硫酸铜受热分解的化学方程式是3CuSO43CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑;SO3与水会发生化学反应:SO3+H2O=H2SO4;在溶液中还会发生反应:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,所以盛有饱和NaHSO3的溶液除了吸收SO3外,还吸收部分O2,因此不能准确测定生成的SO2、SO3气体的质量和O2气体的体积。【解析】①.3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O②.取少量试样于试管中,向试样中滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,则Fe3+未除净,否则Fe3+除净③.Fe(OH)3④.3NO2+H2O=2HNO3+NO⑤.3CuSO43CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑⑥.NaHSO3除了吸收SO3外,还吸收部分O222、略
【分析】【分析】
H2SiF6和氨气反应生成硅胶沉淀和氟化铵;滤液减压浓缩;降温结晶、过滤、洗涤、干燥得到氟化铵,母液中加入硫酸镁生成氟化镁沉淀。
【详解】
(1)反应①是H2SiF6和氨气反应生成硅胶沉淀和氟化铵,反应的化学方程式为操作①是分离出生成的硅胶沉淀;操作的名称是过滤;
(2)温度过高氟化铵易分解;氨气在体系中的溶解度降低,氨气逸出太多,氨消耗过大,所以工业生产中“反应①”的最佳温度为80℃;
(3)从滤液获得氟化铵晶体的操作是减压浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,根据“降温速率对收率影响”数据,可知降温速率为10min·℃-1时,收率最高,所以最佳降温速率为10min·℃-1;
(4)反应②是氟化铵和硫酸镁反应生成氟化镁沉淀和硫酸铵,反应的离子方程式是该流程中的副产品为(NH4)2SO4;
(5)①HF易腐蚀玻璃,所以不能在玻璃烧杯中溶解样品;
②根据题意得关系式4NH~(CH2)6N4H++3H+~4NaOH,mg样品中氟化铵消耗氢氧化钠(V-V0)mL,样品中氟化铵的物质的量为0.5mol/L×(V-V0)mL×10-3,氟化铵的质量为0.5mol/L×(V-V0)mL×10-3×37g/mol,样品中氟化铵的含量为
【点睛】
本题以工业副产品氟硅酸(H2SiF6)制备氟化铵(NH4F)联产氟化镁为载体,考查化学工艺流程,明确流程中各步反应原理是解题关键,注意混合物分离的常见方法及应用。【解析】过滤温度过高氟化铵易分解,氨在体现中的溶解度降低,氨气逸出太多,氨消耗过大减压浓缩10(NH4)2SO4HF易腐蚀玻璃23、略
【分析】【分析】
Ⅰ.贝壳的主要成分是碳酸钙,煅烧得到氧化钙,和水反应得到石灰乳,加入海水晒盐剩下的母液中,和母液中的MgCl2反应得到Mg(OH)2沉淀。然后Mg(OH)2和盐酸反应,得到的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2•6H2O;在HCl气流中加热得到无水氯化镁,最后电解熔融的氯化镁得到金属镁;
Ⅱ.铝热反应是铝和金属氧化物发生的置换反应;
【详解】
(1)A.用上述流程制取金属镁;原料是海水和贝壳,就地取材,原料来源丰富,故A正确;
B.进行①②③步骤;获得了氯化镁,所以目的是从海水中提取氯化镁,故B正确;
C.由于很活泼的金属难以从化合物中还原得到;所以一般采取电解法获得,镁是很活泼的金属,所以电解熔融的氯化镁得到镁,故C正确;
D.煅烧贝壳是碳酸钙的分解反应,氧化钙和水的反应是化合反应,氢氧化钙和氯化镁的反应是复分解反应,氢氧化镁和盐酸的反应也是复分解反应,MgCl2•6H2O分解得到MgCl2是分解反应,电解熔融的MgCl2制取镁是分解反应;在制取镁的过程中,没有置换反应,有化合反应;分解反应和复分解反应,故D错误;
故选D;
(2)步骤②是将石灰乳加入到海水中,由于Ca(OH)2微溶,导致制得的Mg(OH)2不纯;
Ⅱ.(3)氧化铁粉末和铝粉在高温下反应生成铁和氧化铝,该置换反应的化学方程式为:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3;
(4)铝热剂中的铝能和NaOH溶液反应,化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。生成氢气标准状况下体积为3.36L,即物质的量为=0.15mol。根据化学方程式可知,生成3molH2,消耗2molAl,则生成0.15molH2;消耗0.1molAl,则消耗的铝的质量为0.1mol×27g/mol=2.7g;
若铝和氧化铁恰好完全反应,则只有反应生成的铁能和盐酸反应生成氢气:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。根据铝热反应的方程式:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,Al和生成的Fe的物质的量相等,根据2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,2molAl生成3molH2,根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,2molFe生成2molH2,则等物质的量的Fe和Al生成氢气的物质的量之比为2:3,同温同压下体积比等于物质的量之比,也为2:3。【解析】DCa(OH)2微溶,导致制得的Mg(OH)2不纯2Al+Fe2O32Fe+Al2O32Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2.7标准状况下H2体积为3.36L,即物质的量为=0.15mol。根据化学方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知,生成3molH2,消耗2molAl,则生成0.15molH2,消耗0.1molAl,则消耗的铝的质量为0.1mol×27g/mol=2.7g23若铝和氧化铁恰好完全反应,则只有反应生成的铁能和盐酸反应生成氢气:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。根据铝热反应的方程式:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,Al和生成的Fe的物质的量相等,根据2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,2molAl生成3molH2,根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,2molFe生成2molH2,则等物质的量的Fe和Al生成氢气的物质的量之比为2:3,同温同压下体积比等于物质的量之比,也为2:3五、结构与性质(共3题,共18分)24、略
【分析】【分析】
(1)根据CH4、、CO和H2的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ•mol-1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1,
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1;
根据盖斯定律计算得到所需热化学方程式;
(2)①恒温恒容时,气体的压强之比等于其物质的量之比,2h时=0.85;求出氢气转化量,进一步求出用氢气表示的反应速率;
②该温度下,反应进行5h时达到平衡状态,此时=0.80,求出二氧化碳转化量,进一步求出CO2的平衡转化率;
(3)根据已知条件;列三行式,求出平衡时各气体成分所占的物质的量的分数,求出分压,进而计算平衡常数;
(4)①由曲线变化可知随着温度升高;氢气的物质的量逐渐增多,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应放热;
②随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多,因氢气为反应物,则另一条逐渐增多的曲线a代表CO2,C2H4(g)、H2O(g)都是生成物,随着平衡逆向移动,二者的物质的量逐渐减小,由计量数关系可知曲线b代表水,曲线c代表C2H4。
【详解】
(1)根据CH4、、CO和H2的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ•mol-1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1,
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1;
利用盖斯定律将①2-②-③×2可得:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-71.4kJ•mol-1,
故答案为2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-71.4kJ•mol-1;
(2)①恒温恒容时,气体的压强之比等于其物质的量之比,2h时=0.85,设消耗CO2的物质的量为xmol;
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)V
13112
xmol2xmol
则有=0.85;解得x=0.3;
故前2h的平均反应速率v(H2)==0.225mol·L-1·h-1。
②该温度下,反应进行5h时达到平衡状态,此时=0.80,设消耗CO2的物质的量为ymol,则有=0.85;解得y=0.4;
故CO2的平衡转化率为×100%=40%;
故答案为0.225mol·L-1·h-1(或13.5mol·L-1·minL-1;40%;
(3)设开始时投入CO2和H2的物质的量分别为1mol、3mol,CO2的平衡转化率为50%,则有:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
起始量/mol1300
转化量/mol0.51.50.50.5
平衡量/mol0.51.50.50.5
平衡时p(CO2)=8MPa×=MPa,p(H2)=8MPa×=4MPa,p(CH3OH)=8MPa×=MPa,p(H2O)=8MPa×=MPa;
故该反应条件下的平衡常数为Kp===
故答案为
(4)①由曲线变化可知随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应放热,ΔH<0。
②随着
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