1、综合测评(B)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是()。A.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环B.含氮的无机物和含氮的有机物可以相互转化C.仿生固氮和根瘤菌固氮均为自然固氮D.氮元素有的发生氧化反应,有的发生还原反应答案:C解析:碳、氢、氧三种元素参加了氮循环,如蛋白质的制造需要碳元素,N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体,N2+O22NO,二氧化氮与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮,3NO2+H2O2HNO3+NO,A正确。氮循环中铵盐和蛋白
2、质可相互转化,铵盐属于无机物,蛋白质属于有机物,含氮无机物和含氮有机物可相互转化,B正确。仿生固氮是模仿生物将大气中的氮固定,非自然固氮,C错误。硝酸盐中氮元素的化合价为+5价,被细菌分解成氮元素为0价的氮单质,发生还原反应;自然界中氮元素为0价的氮气在雷电作用下与氧气反应生成NO,NO中氮元素为+2价,发生氧化反应,D正确。2.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs),能利用太阳光高效分解水,原理如下图所示。下列说法不正确的是()。A.通过该催化反应,实现了太阳能向化学能的转化B.反应中涉及非极性键的断裂和极性键的形成C.反应为2H2O22H2O+O2D.总反应为2H2O2
3、H2+O2答案:B解析:该过程利用太阳光实现高效分解水,实现了太阳能向化学能的转化,A正确;反应为水在C3N4的催化作用下反应生成过氧化氢和氢气,没有涉及非极性键的断裂,B错误;反应为H2O2在CQDs的催化作用下反应生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2,C正确;反应的化学方程式为2H2OH2O2+H2,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2,则总反应的化学方程式为2H2O2H2+O2,D正确。3.下列叙述错误的是()。A.乙炔和四氯化碳都能使溴水褪色,褪色的原因相同B.纤维素、油脂、蛋白质都能水解,但水解产物不同C.煤油可由石油分馏获得,可用作燃料和保存少量金属钠D.
4、乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应,乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去答案:A解析:乙炔使溴水褪色是因为发生加成反应,CCl4使溴水褪色是由于萃取,A项错误。纤维素的水解产物是葡萄糖,油脂碱性水解的产物是高级脂肪酸盐和甘油,蛋白质水解的产物是氨基酸,B项正确。石油分馏可制得煤油,实验室中金属钠通常保存在煤油中,C项正确。乙酸、乙醇可发生酯化反应,乙酸乙酯可发生水解反应,均为取代反应,乙酸可与Na2CO3反应,故可用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中少量的乙酸,D项正确。4.火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,下列说法正确的是()。A
5、.SO2只是氧化产物B.CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化C.每生成1 mol Cu2S,有4 mol硫被氧化D.每转移1.2 mol电子,有0.2 mol硫被氧化答案:D解析:由反应的化学方程式知,CuFeS2中Cu化合价降低被还原为Cu2S,CuFeS2中的S化合价升高,被氧化为SO2;氧元素在反应后化合价降低,O2被还原为SO2,因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物,A错误;CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,B错误;每生成1 mol Cu2S,有1 mol S被氧化,C错误;利用反应知转移6 mol e-,有1 mol S被氧化,D正确。5.我国成功研制出新型“海水电池”。电池反应为
6、4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。下列关于该电池的说法不正确的是()。A.铝片作负极B.海水作为电解质溶液C.电池工作时O2得到电子D.电池工作时实现了电能向化学能的转化答案:D解析:电池工作时实现了化学能向电能的转化,D错误。6.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是()。A.图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小B.若图甲所示实验中反应速率为,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好C.用图乙所示装置测定反应速率,可测定反应产生的气体体积及反应时间D.为检查图乙所示装置的
7、气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位答案:B解析:图甲所示实验中没有考虑Cl-和S对反应速率的影响,故该实验不能确定Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果。7.1934年,科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质吲哚乙酸,吲哚乙酸的结构如图所示。下列有关吲哚乙酸的说法正确的是()。A.吲哚乙酸的分子式是C10H10NO2B.吲哚乙酸苯环上的一氯代物共有六种(不考虑立体异构)C.吲哚乙酸可以发生取代反应、加成反应、氧化反应和还原反应D.1 mol吲哚乙酸与足量氢气发生加成反应时,最多可以消耗5 mol H2答案:C解析:吲哚乙酸的
8、分子式是C10H9NO2,A项错误;吲哚乙酸苯环上的四个氢原子不相同,一氯代物有四种,B项错误;吲哚乙酸含有碳碳双键、羧基,能发生取代反应、加成反应、氧化反应和还原反应,C项正确;1 mol吲哚乙酸与足量H2发生加成反应时,最多消耗4 mol H2,D项错误。8.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是()。A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变B.2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变C.CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s)恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变D.3H2(g)+N2(g)2NH3(g
9、)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持31答案:D解析:A项,该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变,即Br2的百分含量保持不变,反应处于平衡状态;B项,该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变,说明NO2和N2O4的物质的量保持不变,反应处于平衡状态;C项,该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变,说明CO2的质量保持不变,反应处于平衡状态;D项,对于化学反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g),如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)n(N2)=31,或加入的是纯NH3,则反应从开始到化学平衡状态,始终是n(H2)n(N2)=31,因此,n(H2)n(N2)=31的状态不一定是平
10、衡状态。9.下列离子方程式书写正确的是()。A.小苏打用于治疗胃酸过多:NaHCO3+H+Na+CO2+H2OB.铜与浓硝酸反应:Cu+3HNO3(浓)Cu2+2N+2NO2+2H2OC.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板:2Fe3+CuCu2+2Fe2+D.向漂白液中通入SO2提高漂白效率:ClO-+SO2+H2OHClO+HS答案:C解析:小苏打主要成分是NaHCO3,可溶性盐,应写成离子形式,A错误;浓硝酸应写成离子形式且反应未配平,B错误;用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板发生氧化还原反应:2Fe3+CuCu2+2Fe2+,C正确;向漂白液中通入SO2,漂白液的主要有效成分是NaClO,ClO
11、-(氧化剂)与SO2(还原剂)发生氧化还原反应,D错误。10.某小组为探究草酸亚铁(FeC2O4)的热分解产物,按下面所示装置(夹持装置已省略)进行实验。以下说法错误的是()。A.实验中观察到装置B、F中澄清石灰水变浑浊,E中固体变为紫红色,则证明分解产物中有CO2和CO气体B.反应结束后,取A中固体溶于稀硫酸,向其中滴加12滴KSCN溶液,溶液无颜色变化,证明分解产物中不含Fe2O3C.装置C的作用是除去混合气体中的CO2D.反应结束后,应熄灭A、E处酒精灯后,持续通入N2直至温度恢复至室温答案:B解析:B中澄清石灰水变浑浊证明分解产物中一定含有CO2,E中固体变紫红色、F中澄清石灰水变浑浊
12、证明分解产物中有还原性气体CO,A正确;由于反应中生成了一氧化碳,可能将部分铁的氧化物还原成了铁,反应结束后,用稀硫酸溶解A中固体,铁将Fe2O3溶解生成的铁离子还原,故再向其中滴加KSCN溶液,溶液无颜色变化,因此不能证明分解产物中不含Fe2O3,B错误;E和F是为了检验生成物中是否含有一氧化碳,而二氧化碳会干扰检验,因此需要装置C除去混合气体中的CO2,C正确;反应结束后,为了防止倒吸,应熄灭A、E处酒精灯后,持续通入N2直至温度恢复至室温,D正确。11.某学生设计了如图的方法对X盐进行鉴定,由此分析,下列结论中正确的是()。A.Z中一定有Fe3+B.X中一定有Fe3+C.Y一定是AgI沉
13、淀D.X一定为FeBr2溶液答案:A解析:由图中转化可知,Y为X与硝酸银反应生成的浅黄色沉淀,则Y为AgBr,即X中含有Br-,Z中加KSCN溶液变为红色溶液,则Z中含有Fe3+,X中含有铁元素,X可能含有Fe3+或Fe2+,故选A。12.聚乙二醇滴眼液的商品标签部分信息如图所示(乙二醇的结构简式为HOCH2CH2OH),结合所学知识分析,下列观点不正确的是()。聚乙二醇滴眼液【成分】主要成分为聚乙二醇、丙二醇【功能】用于暂时缓解由于眼睛干涩引起的灼热和刺痛症状【用法用量】根据病情需要滴眼,每次12滴,使用前摇匀【注意事项】如发生溶液变色或浑浊,请勿使用,为避免污染,请勿接触滴嘴【药理作用】属
14、高分子聚合物,具有亲水性和成膜性,在适宜浓度下,能起类似人工泪液的作用【贮藏】室温保存A.乙二醇与丙二醇互为同系物B.聚乙二醇和丙二醇均为无毒、易溶于水的有机物C.乙烯、乙二醇均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同D.一定条件下,乙二醇与足量乙酸充分酯化所得产物的分子式为C6H12O4答案:D解析:乙二醇与丙二醇的结构相似,组成上相差1个“CH2”,互为同系物,A正确;聚乙二醇和丙二醇可以作为滴眼液的主要成分,说明两者均为无毒、易溶于水的有机物,B正确;乙烯中含有碳碳双键,乙二醇含有羟基,两者均能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,原理相同,C正确;一定条件下,乙二醇与足量乙酸充
15、分酯化所得产物的分子式为C6H10O4,D错误。二、非选择题(本题包括4个小题,共40分)13.(10分)能源是人类生存和发展的重要支撑因素。可以说能源是现代物质文明的原动力,与我们的生产、生活息息相关。(1)氢能源是21世纪极具发展前景的新能源之一,它既是绿色能源,又可循环使用。在图甲的两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式,以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。从能量转换的角度看,过程应是能转化为能。图乙是氢氧燃料电池构造示意图。下列关于该电池的说法正确的是。A.b极是负极B.a极的电极反应式为2H2+4OH-4e-4H2OC.电子由a通过灯泡流
16、向bD.氢氧燃料电池的能量转化率为100%(2)已知:断开1 mol H2中的化学键需要吸收436 kJ能量;断开1 mol O2中的化学键需要吸收498 kJ能量;形成水分子中1 mol HO键能够释放463 kJ能量。图丙表示氢气和氧气反应过程中能量的变化,请将图丙中的能量变化的数值填在相应的横线上。 kJ; kJ; kJ。(3)科学家提出了利用太阳能促进燃料循环使用的构想,其构想可用下图表示:其中过程的主要反应为2CO22CO+O2,2H2O2H2+O2,2N2+6H2O4NH3+3O2,2CO2+4H2O2CH3OH+3O2,CO2+2H2OCH4+2O2。下列说法中不正确的是。A.过
17、程中发生的反应均为放热反应B.太阳能最终主要转化为热能C.经过上述一个循环后放出O2D.要实现上述循环,当前需要解决的关键问题是过程答案:(1)H2OH2和O2化学电C(2)1 3701 852482(3)C解析:(2)2 mol H2在1 mol O2中完全燃烧时,需要断开2 mol HH键和1 mol OO键,所以需要吸收的能量为436 kJ2+498 kJ=1 370 kJ;4 mol H和2 mol O 结合成2 mol H2O时,能够形成4 mol OH键,释放的能量为463 kJ4=1 852 kJ;所以整个过程释放的能量为1 852 kJ-1 370 kJ=482 kJ。14.(
18、8分)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,我国的钛铁矿储量居世界首位。用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下:(1)步骤加Fe的目的是;步骤冷却的目的是。(2)上述制备TiO2的过程中,可以利用的副产物是。(3)由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及的步骤为TiO2TiCl4Ti反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是。答案:(1)将Fe3+还原为Fe2+析出(或分离、或得到)FeSO47H2O(2)FeSO47H2O(3)防止高温下Mg、Ti与空气中的O2、N
19、2等反应解析:(1)由框图所示流程分析可知,要将TiO2+与Fe3+、Fe2+分离,需要先加入铁粉将Fe3+还原为Fe2+,趁热过滤除去残渣,再将滤液冷却使FeSO47H2O析出。(2)制备TiO2过程中的副产物FeSO47H2O在工农业生产和日常生活中有较多的应用。(3)因为在高温下,Mg、Ti会与空气中的O2、N2等发生反应,所以用Mg还原TiCl4时要在惰性气氛(Ar)中进行。15.(12分)氮及其化合物是重要的化工原料。(1)利用下图所示装置及药品制取氨气。A中制取氨气的化学方程式是。 C处是用集气瓶收集氨气的装置,请在图中虚线处绘出装置图。证明氨气已集满的操作和现象是。(2)合成氨工
20、业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应),673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。下列叙述中正确的是。A.点A的正反应速率比点B的小B.点C处正反应速率和逆反应速率相等C.点D(t1时刻)和点E(t2时刻)处n(N2)相同D.在t2时刻,正反应速率大于逆反应速率(3)氨经催化氧化可制备硝酸,其过程中涉及如下反应:4NH3+5O24NO+6H2O。若反应中消耗了4 mol NH3,则生成NO的物质的量为 mol,转移电子的物质的量为 mol。(4)含氮废水会加速藻类和其他浮游生物
21、的大量繁殖,使水质恶化。利用微生物对含氮废水进行处理的流程如下:蛋白质NH3HNO2HNO3N2请回答下列问题:过程发生化合反应的化学方程式为。根据图1和图2,推断使用亚硝化菌的最佳条件为。图1图2利用微生物处理含氮废水的优点为。答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O(短进长出,且有瓶塞)将湿润的红色石蕊试纸靠近C处右侧的导管口,试纸变成蓝色(2)C(3)420(4)2HNO2+O22HNO3pH=8、温度为32 反应条件温和,过程中使用的物质无毒无害,最终产物无污染解析:(1)实验室用氯化铵晶体与氢氧化钙反应制备氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH
22、)2CaCl2+2NH3+2H2O;氨气的密度小于空气的密度,因此用集气瓶收集氨气时导管短进长出,装置为;实验室常用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满,具体操作:将湿润的红色石蕊试纸靠近C处右侧的导管口,试纸变成蓝色。(2)在AB段可逆反应向正反应方向进行,随着反应的进行,反应物浓度在减小,正反应速率在减小,A错误;C点反应物和生成物的物质的量仍在变化,没有达到平衡状态,B错误;D点和E点都处于平衡状态,n(N2)不变,D点和E点n(N2)相等,C正确;在t2时刻,n(NH3)不变,E点处于平衡状态,正反应速率等于逆反应速率,D错误。(3)根据化学方程式可知,反应消耗4 mol氨气时,生成N
23、O 4 mol,电子转移20 mol。(4)过程中亚硝酸与氧气反应生成硝酸,化学方程式为2HNO2+O22HNO3;根据图1可知当pH=8时,N的生成率最大;由图2可知当温度为32 时,N的生成率最大,因此使用亚硝化菌的最佳条件为pH=8,温度为32 ;分析微生物对含氮废水进行处理的流程可知,微生物处理含氮废水的优点为反应条件温和,过程中使用的物质无毒无害,最终产物无污染。16.(10分)与甲烷相关的转化关系如图所示(部分反应条件已略去):(1)A的结构式为;C中官能团的电子式为;反应的反应类型为。(2)写出下列物质的结构简式:D;H。(3)CD的化学方程式为;二氧化碳和水经光合作用生成葡萄糖
24、的化学方程式为。(4)在自然界中纤维素与水可在甲烷菌的催化作用下生成甲烷和二氧化碳,写出该反应的化学方程式并配平:。答案:(1)H加成反应(2)CH3CHO(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O6CO2+6H2OC6H12O6+6O2(4)(C6H10O5)n+nH2O3nCH4+3nCO2解析:根据题中物质的转化关系可知,A为,与氢气发生加成反应得到B,B为CH2CH2,B与水加成得到C,C为CH3CH2OH,C被氧化得到D,D为CH3CHO,D被氧化得到E,E为CH3COOH,E与C发生酯化反应得到F,F为CH3COOCH2CH3。A与氯化氢加成得到G,G为CH2CHCl,G发生加聚反应得到H,H为。