1、北京师大附中2018届上学期高中三年级期中考试化学试卷本试卷满分100分,考试时间为100分钟。相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Br-80第I卷(共42分)每小题只有一个选项符合题意。1. 下列生活中常见的现象中,其反应原理不涉及氧化还原反应的是A. A B. B C. C D. D【答案】C【解析】A项,铁的冶炼是将铁矿石还原成Fe,涉及氧化还原反应;B项,电池放电为原电池原理,正极发生得电子的还原反应,负极发生失电子的氧化反应,涉及氧化还原反应;C项,NaHCO3作发酵粉因为NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,反应前后元素化合价没有变化,不涉
2、及氧化还原反应;D项,天然气的主要成分为CH4,CH4燃烧生成CO2和H2O,反应前后元素化合价有升降,涉及氧化还原反应;不涉及氧化还原反应的是NaHCO3作发酵粉,答案选C。2. 下列化学用语表述正确的是A. 二氧化碳的电子式: B. 氯化氢的电子式:C. CH4分子的比例模型:D. 水的电离方程式:H2O=H+OH-【答案】C 点睛:本题考查化学用语,涉及电子式的书写、分子模型的判断、电离方程式的书写。注意离子化合物和共价化合物电子式的区别,球棍模型与比例模型的区别,书写电离方程式要分清强电解质和弱电解质。3. 下列说法正确的是A. 乙醇的沸点低于丙烷B. 油脂和蛋白质都是高分子化合物C.
3、 CH2=C(CH3)2的名称是2-甲基-2-丙烯D. 对二甲苯的核磁共振氢谱有2个吸收峰【答案】D【解析】A项,乙醇分子间存在氢键,丙烷分子间不存在氢键,乙醇沸点高于丙烷,错误;B项,油脂是小分子,错误;C项,CH2=C(CH3)2的名称是2-甲基-1-丙烯,错误;D项,对二甲苯的结构简式为,对二甲苯中有两种H原子,核磁共振氢谱有2个吸收峰且峰的面积比为3:2,正确;答案选D。4. 下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是A. 酸性:HClHF B. 金属性:NaMgC. 碱性:KOHNaOH D. 热稳定性:HClHBr【答案】A【解析】A项,由元素周期律可解释非金属元素最高价氧化物对
4、应水化物酸性的强弱,不能解释气态氢化物水溶液酸性的强弱;B项,核电荷数:NaMg,原子半径:NaMg,原子核对外层电子的引力:NaMg,金属性:NaMg,可用元素周期律解释;C项,金属性:KNa,碱性:KOHNaOH,能用元素周期律解释;D项,非金属性:ClBr,热稳定性:HClHBr,能用元素周期律解释;不能用元素周期律解释的是A,答案选A。点睛:本题考查元素周期律,理解元素周期律的实质和内容是解题的关键。元素原子的核外电子排布、原子半径、元素的主要化合价、元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增呈周期性变化。元素金属性的强弱可通过金属单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度或最高价氧化物对应
5、水化物碱性的强弱推断,元素非金属性的强弱可通过最高价氧化物对应水化物酸性强弱、或与氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性推断。注意:元素非金属性的强弱不能通过含氧酸酸性强弱或气态氢化物水溶液酸性强弱判断,如由非金属性:SCl可推出酸性:H2SO4HClO4;但酸性:H2SO4HClO等。5. 下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是A. 向AlCl3溶液中加入过量的NH3H2O:Al3+4NH3H2O=AlO2-+4NH4+2H2OB. 向稀NaHCO3中加入过量Ca(OH)2溶液:2HCO3-+Ca2+2OH-=CaCO3+2H2O+CO32-C. 向Na2SiO3溶液中通入过量CO
6、2:SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3+2HCO3-D. 向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO32-+2H+=SO2+H2O【答案】C【解析】A项,AlCl3与氨水反应生成的Al(OH)3不会溶于过量的氨水,正确离子方程式为:Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+,错误;B项,因为Ca(OH)2过量,CO32-应完全沉淀,正确的离子方程式为HCO3-+Ca2+OH-=CaCO3+H2O,错误;C项,CO2过量,生成HCO3-,正确;D项,HNO3有强氧化性,Na2SO3有强还原性,发生氧化还原反应,正确的离子方程式为:3SO32-+2NO3-+2H+=3SO42-+
7、2NO+H2O,错误;答案选C。点睛:离子方程式常见的错误:(1)不符合客观事实(如A、D项);(2)拆分不正确,易溶于水、易电离的物质拆成离子,其余物质以化学式保留;(3)漏写部分离子反应;(4)“”、“”、“=”、“”等符号使用错误;(5)不符合量比要求(如B项);(6)离子方程式不平,原子不守恒、电荷不守恒。6. 室温下,关于1.0 mL 0.1mol/L氨水,下列判断正确的是A. c(OH-)=c(NH4+) B. 与1.0mL 0.1mol/L盐酸混合后,溶液呈中性C. 溶液的pH小于13 D. 加入少量NH4Cl固体,c(OH-)不变【答案】C【解析】A项,氨水中的电荷守恒为c(N
8、H4+)+c(H+)=c(OH-),则c(OH-)c(NH4+),错误;B项,1.0mL0.1mol/L氨水与1.0mL0.1mol/L盐酸混合恰好完全反应得NH4Cl溶液,由于NH4+的水解,溶液呈酸性,错误;C项,氨水为弱碱水溶液,存在电离平衡:NH3H2ONH4+OH-,c(OH-)0.1mol/L,室温下c(H+)110-13mol/L,溶液的pH小于13,正确;D项,NH4Cl电离出NH4+,NH4+浓度增大,电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,错误;答案选C。7. 化学反应中,反应物用量或浓度可能对生成物产生影响。下列反应的生成物不受上述因素影响的是A. 铜与硝酸反应 B. 氢气与
9、氧气反应C. 硝酸银溶液与稀氨水反应 D. 氯化铝与氢氧化钠溶液反应【答案】B【解析】A项,Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O,Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,反应物浓度不同生成物不同;B项,氢气与氧气反应只能生成H2O;C项,硝酸银与少量稀氨水反应生成AgOH和NH4NO3,硝酸银与过量稀氨水反应获得银氨溶液,反应物用量不同生成物不同;D项,AlCl3与少量NaOH反应生成Al(OH)3和NaCl,AlCl3与过量NaOH反应生成NaAlO2、NaCl和H2O,反应物用量不同生成物不同;答案选B。8. 下列反应的发生与沉淀溶解平衡或盐类水解平衡的移动无关
10、的是A. 盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳B. 镁条与氯化铵溶液反应生成氢气C. 硝酸银溶液与盐酸反应生成氯化银D. 硫酸铝溶液和小苏打溶液反应生成二氧化碳【答案】C【解析】A项,CaCO3在溶液中存在溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),盐酸电离的H+与CO32-结合,CO32-浓度减小,溶解平衡正向移动,生成CO2,与沉淀溶解平衡的移动有关;B项,NH4Cl溶液中存在水解平衡:NH4+H2ONH3H2O+H+,Mg与H+反应生成Mg2+和H2,H+浓度减小,水解平衡正向移动,与盐类水解平衡的移动有关;C项,AgNO3与HCl发生复分解反应:Ag+Cl-=AgCl,与沉
11、淀溶解平衡的移动无关;D项,Al2(SO4)3溶液中存在水解平衡:Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,NaHCO3溶液中存在水解平衡:HCO3-+H2OH2CO3+OH-,硫酸铝溶液和小苏打溶液混合由于H+与OH-结合成H2O,水解平衡都正向移动,最终水解趋于完全生成CO2,与盐类水解平衡的移动有关;答案选C。9. 苯丙炔酸()广泛用于医药、香料等化工产品中。下列关于苯丙炔酸的说法正确的是A. 分子式为C9H7O2B. 与丙炔酸()互为同系物C. 是高分子化合物的单体D. 1mol苯丙炔酸最多可与5mol氢气发生反应,可以发生缩聚反应【答案】C【解析】A项,苯丙炔酸的不饱和度为7,分子式为
12、C9H6O2,错误;B项,苯丙炔酸中含苯环,丙炔酸中没有苯环,结构不相似,丙炔酸的分子式为C3H2O2,分子组成上也不相差若干个“CH2”,两者不是同系物,错误;C项,苯丙炔酸中含碳碳三键,以苯丙炔酸为单体发生加聚反应生成高分子化合物,正确;D项,苯丙炔酸中的碳碳三键和苯环都能与H2发生加成反应,1mol苯丙炔酸最多可与5molH2发生加成反应,苯丙炔酸能发生加聚反应但不能发生缩聚反应,错误;答案选C。10. 工业上可以利用水煤气(H2、CO)合成二甲醚(CH3OCH3),同时生成CO2。2H2(g)+ CO(g)=CH3OH(g) H=-91.8kJ/mol2CH3OH(g)=CH3OCH3
13、 (g)+H2O(g) H=-23.5 kJ/molCO(g)+ H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41.3 kJ/mol下列说法不正确的是A. CH3OH和乙醇均可发生消去反应B. CH3OCH3中只含有极性共价键C. 二甲醚与乙醇互为同分异构体D. 水煤气合成二甲醚的热化学方程式:3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3 (g)+ CO2(g) H=-248.4kJ/mol【答案】A【解析】A项,CH3OH中只有1个碳原子,不能发生消去反应,错误;B项,CH3OCH3中化学键有C-H、C-O,C-H、C-O都是极性共价键,正确;C项,二甲醚和乙醇的分子式都是C2H6O,结构不
14、同,两种互为同分异构体,正确;D项,将题给3个热化学方程式依次编号为式、式、式,应用盖斯定律,式2+式+式,得3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)H=(-91.8kJ/mol)2+(-23.5kJ/mol)+(-41.3kJ/mol)=-248.4kJ/mol,正确;答案选A。点睛:本题考查醇的消去反应、共价键和同分异构体的判断以及盖斯定律的应用。能发生消去反应的醇结构上必须有如下特点:与-OH相连C上有邻碳且邻碳上连有H原子,如CH3OH、(CH3)3CCH2OH等醇不能发生消去反应。用盖斯定律求焓变的一般方法:找目标看来源变方向调系数相叠加(消去不出现的物质如题中
15、消去CH3OH和H2O)得答案。11. 铅蓄电池是常见的二次电池,电池总反应为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,下列说法正确的是A. 放电时PbO2发生氧化反应B. 放电时的负极反应式为Pb+SO42-2e-=PbSO4C. 充电时电解质溶液的质量减少D. 充电时的阴极反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+【答案】B【解析】A项,放电时的反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,Pb元素的化合价由PbO2中的+4价降为+2价,PbO2发生得电子的还原反应,错误;B项,放电时负极Pb失电子发生氧化反应,负极反应式为Pb+SO42-
16、2e-=PbSO4,正确;C项,充电时反应为2PbSO4+2H2O= Pb+PbO2+2H2SO4,消耗2molH2O生成2molH2SO4,H2O的摩尔质量小于H2SO4的摩尔质量,电解质溶液的质量增加,错误;D项,充电时阴极发生得电子的还原反应,电极反应式为PbSO4+2e-=Pb+SO42-,错误;答案选B。点睛:本题考查铅蓄电池的工作原理和电极反应式的书写。放电时为原电池原理,充电时为电解原理;充电时阴极电极反应为放电时负极反应的逆过程(如题中B、D项),充电时阳极电极反应为放电时正极反应的逆过程。解题时需注意PbSO4难溶于水,放电时正负极质量都增加,电解质溶液质量减少;充电时电解质
17、溶液质量增加。12. LiOH是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备LiOH的工作原理如下图所示:下列叙述不正确的是A. b极附近溶液的pH减小B. a极发生的反应为2H2O-4e-=O2+4H+C. 该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品D. 当电路中通过1mol电子时,可得到1mol LiOH【答案】A【解析】根据装置图中Li+、SO42-的流动方向可判断,石墨a是阳极,石墨b是阴极。A项,b极为阴极,b极电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-,c(OH-)增大,溶液的pH增大,错误;B项,a极为阳极,阳极电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+,正确;C项,电解过程中,SO42-
18、通过阴离子交换膜进入阳极室,与H+结合得到H2SO4,阴极产生H2,正确;D项,根据b极电极反应2H2O+2e-=H2+2OH-,当电路中通过1mol电子时,阴极室生成1molOH-,1molLi+通过阳离子交换膜进入阴极室,阴极室中得到1molLiOH,正确;答案选A。13. 已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:温度/70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4830时,向一个2L的密闭容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B,反应初始4s内A的平均反应速率v(A)=0.005 mol/(Ls)。下列说法正确的是A. 4s时
19、c(B)为0.78 mol/LB. 该反应AH0C. 830达平衡时,A的转化率为20%D. 1200时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数为2.5【答案】D【解析】A项,4s内(A)=0.005mol/(Ls),则(B)=(A)=0.005mol/(Ls),c(B)=0.005mol/(Ls)4s=0.02mol/L,4s时c(B)=0.8mol2L-0.02mol/L=0.38mol/L,错误;B项,分析表中数据,升高温度化学平衡常数减小,升高温度平衡向逆反应方向移动,则H0,错误;C项,设A转化物质的量浓度为x,则转化B、C、D物质的量浓度都为x,平衡时A、B、C、D物质的
20、量浓度依次为(0.1-x)mol/L、(0.4-x)mol/L、xmol/L、xmol/L,830时平衡常数为1.0,则=1.0,解得x=0.08mol/L,A的转化率为100%=80%,错误;D项,1200时反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)的化学平衡常数K=0.4,反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的化学平衡常数K=2.5,正确;答案选D。14. 25时,pH=3的盐酸和醋酸各1mL分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如下图所示。下列说法不正确的是A. 曲线I代表盐酸的稀释过程B. a溶液的导电性比b溶液的导电性强C. b溶液中和氢氧化钠的能力强于a溶液D. 将a、b两溶液
21、加热至30,变小【答案】B【解析】A项,由图像可知稀释相同倍数,pH的改变值:曲线I曲线II,则曲线I代表盐酸的稀释过程,曲线II代表醋酸的稀释过程,正确;B项,由图知,a溶液pH大于b溶液pH,则a溶液中离子物质的量浓度小于b溶液,a溶液的导电性比b溶液的导电性弱,错误;C项,开始盐酸和醋酸的pH都等于3,由于盐酸为强酸,醋酸为弱酸,开始盐酸物质的量浓度小于醋酸物质的量浓度,开始醋酸溶液中醋酸物质的量大于盐酸中HCl物质的量,稀释过程中酸的物质的量不变,b溶液中和NaOH的能力强于a溶液,正确;D项,将a溶液加热,c(Cl-)不变,将b溶液加热,促进醋酸的电离,c(CH3COO-)增大,则变
22、小,正确;答案选B。点睛:本题考查一元强酸和一元弱酸稀释后图像的分析,解题的关键是曲线的判断。强酸和弱酸稀释同等倍数,由于加水稀释促进弱酸的电离,强酸pH的改变值大于弱酸pH的改变值。需要注意溶液导电能力的强弱取决于溶液中离子物质的量浓度的大小和离子所带电荷数,酸溶液中和碱的能力取决于酸的物质的量的大小。15. 下列图示的实验设计能实现相应实验目的的是A. A B. B C. C D. D【答案】B【解析】A项,先加入氯水后加入KSCN溶液,溶液变红不能说明FeCl3溶液中含Fe2+,因为原溶液中有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液一定会变红,错误;B项,产生的气体先通过盛水的试管将气体中的乙醇
23、蒸气吸收而除去,然后将气体通过高锰酸钾酸性溶液,高锰酸钾溶液的紫红色褪为无色,说明溴乙烷发生消去反应生成了乙烯,正确;C项,亚硫酸钠溶液中滴入BaCl2溶液也会产生白色沉淀,不能证明反应后混合液中一定含SO42-,错误;D项,FeCl3溶液和CuSO4溶液中阴、阳离子都不同,无法说明反应速率的不同是阳离子的不同引起的,错误;答案选B。点睛:本题考查Fe2+、乙烯、SO42-的检验和探究催化剂对化学反应速率的影响,解题的关键是:检验时必须排除其他物质的干扰(如B项),探究催化剂对化学反应速率的影响应用控制变量法。检验FeCl3溶液中是否含Fe2+应用酸性KMnO4溶液;检验氯气与亚硫酸钠是否发生
24、反应,应向反应后的混合液中先加稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液;对比Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,可将0.1mol/LCuSO4溶液换成0.1mol/LCuCl2溶液。16. 某同学设计完成了以下两个实验:向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色(生成了HIO3)。向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成红棕色。继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层的颜色没有变化。下列说法不正确的是A. 实验生成HIO3时发生的反应为:I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10H
25、ClB. 实验中当CCl4层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液C. 由上述实验得出Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是:Cl2Br2I2D. 由上述实验得出Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是:HBrO3Cl2HIO3【答案】C考点:考查了化学实验方案的评价、氧化还原反应、氧化性比较方法的相关知识。第II卷(共58分)17. 常温下,浓度均为0.1mol/L、100mL的Ba(OH)2溶液中,分别滴入浓度均为0.1mol/L的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如下图所示。(1) 0.1mol/L的NaHSO4溶液pH=_。(
26、2)曲线_代表滴加H2SO4溶液的变化曲线。b点溶液的酸碱性为_(酸性或碱性或中性)。(3)d点溶液中主要离子种类:_。【答案】 (1). 1 (2). (3). 碱性 (4). Na+、SO42-【解析】试题分析:本题考查溶液pH的计算,酸碱混合后导电能力图像的分析,离子反应和溶液酸碱性的判断。(1)NaHSO4属于强酸的酸式盐,其在水溶液中的电离方程式为NaHSO4=Na+H+SO42-,0.1mol/LNaHSO4溶液中c(H+)=0.1mol/L,溶液的pH=1。(2)Ba(OH)2溶液中加入H2SO4发生反应Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O;Ba(OH)2溶液中加入N
27、aHSO4溶液,随着NaHSO4的加入依次发生反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4+H2O+NaOH、NaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O;当Ba(OH)2与H2SO4恰好完全反应时,溶液中离子物质的量浓度最小且接近0,导电能力最小接近0,曲线中a点导电能力最小接近0,则曲线代表滴加H2SO4溶液的变化曲线;曲线代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线。b点在曲线上,a点在曲线上,b点与a点加入的溶液体积相等,a点Ba(OH)2与H2SO4恰好完全反应,Ba(OH)2与H2SO4物质的量相等,则b点Ba(OH)2与NaHSO4物质的量相等,发生反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaS
28、O4+H2O+NaOH,b点为NaOH溶液,b点溶液呈碱性。(3)d点在曲线上,导电能力最小,d点Ba(OH)2与NaHSO4的反应为Ba(OH)2+2NaHSO4=BaSO4+2H2O+Na2SO4,d点为Na2SO4溶液,溶液中主要离子为Na+、SO42-。点睛:本题解题的关键是明确反应原理和正确书写相应反应的化学方程式。特别是氢氧化钡和硫酸氢钠的反应,随着NaHSO4量的不同而导致方程式变化,是解题的难点和易错点。注意溶液的导电能力只与溶液中离子物质的量浓度的大小和离子所带电荷数有关系,与离子种类无关。18. 海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下:成分含量/(mgL-1)
29、成分含量/(mgL-1)Cl-18980Ca2+400Na+10560HCO3-142SO42-2560Br-64Mg2+1272(1)电渗析法淡化海水示意图如下图所示;其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。阳极主要电极反应式是_。在阴极附近产生少量白色沉淀,两种主要的成分为_。淡水的出口为_(填“a”、“b”或“c”)。(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:从MgCl26H2O晶体得到无水MgCl2的主要实验操作是_。依据上述流程,若将0.5m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为_L(忽略Cl2溶解)。【答案】 (1). 2Cl-2e-=Cl2 (2)
30、. Mg(OH)2、 CaCO3 (3). b (4). 在HCl气流中加热 (5). 8.96【解析】试题分析:本题考查电渗析法淡化海水和从海水中提取Mg和溴,主要考查电解原理和电极反应式的书写、盐类水解的应用和化学计算。(1)由于放电顺序为Br-Cl-OH-含氧酸根,海水中Cl-含量远大于Br-,所以阳极主要的电极反应式为2Cl-2e-=Cl2。海水中H+的放电能力大于其他阳离子,阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-,Mg2+与OH-形成Mg(OH)2沉淀,HCO3-与OH-生成的CO32-与Ca2+形成CaCO3沉淀;阴极附近少量白色沉淀的主要成分为Mg(OH)2和CaCO3
31、。由于阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过,海水中阳离子流向阴极室,阴离子流向阳极室,淡水的出口是b。(2)由于MgCl2遇水发生水解生成Mg(OH)2和HCl,为了抑制MgCl2的水解,从MgCl26H2O晶体得到无水MgCl2应在HCl气流中加热,实验主要操作是:在HCl气流中加热。根据流程,海水中提取溴时,发生的反应为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2、SO2+Br2+2H2O=4H+SO42-+2Br-、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,则两步中需要消耗的n(Cl2)=n(Br-)=0.5m364g/m380g/mol=0.4mol,在标准状况下消耗Cl2的体积为V(Cl2)=0
32、.4mol22.4L/mol=8.96L。19. 氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。分析数据可知:大气固氮反应属于_(填“吸热”或“放热”)反应。分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因_。从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500左右的高温,解释其原因_。(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是_(填“A”或“B”);比较p1、p2的大小关系_,理由_。(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷
33、(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是_。(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g),则其反应热H=_。(已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJmol-12H2(g) +O2(g)2H2O(l) H=-571.6kJmol-1)【答案】 (1). 吸热 (2). K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产(如果其他因素合理,不扣分,但给分点是
34、画点部分) (3). 从反应速率角度考虑,高温更好,但从催化剂活性等综合因素考虑选择500左右合适(没有答出催化剂活性的,不扣分) (4). A (5). p2 p1 (6). 其他条件相同时,反应的正向是气体计量数减少的,压强大利于氨气的生成,而p2的N2转化率高 (7). N2+6e-+6H+= 2NH3 (8). +1530 kJmol-1【解析】试题分析:本题考查盖斯定律的应用,化学平衡常数的应用和影响化学平衡常数的因素,化学平衡图像的分析,电解池中电极反应式的书写。(1)大气固氮反应,温度升高,化学平衡常数增大,升高温度平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,大气固氮反应属于吸热反应
35、。人类不适宜大规模模拟大气固氮的原因是:大气固氮的化学平衡常数小,反应正向进行的程度小,反应物的转化率低。工业固氮升高温度K值减小,升高温度平衡向逆反应方向移动,工业固氮正反应为放热反应;使用常温能提高反应物的转化率,但反应速率小。实际工业生产中选择500左右的高温的原因是:从反应速率角度考虑,高温更好;500时催化剂的活性最高。(2)工业固氮升高温度K值减小,升高温度平衡向逆反应方向移动,N2的转化率减小,正确的图示为A。在图A的横坐标上任取一点作横坐标的垂直线与曲线相交,由图可见,相同温度下p2时N2的转化率大于p1时N2的转化率;工业固氮的正反应是气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反
36、应方向移动,N2的转化率增大,则p2p1。(3)合成氨的反应为N2+3H22NH3,N2发生得电子的还原反应,H2发生失电子的氧化反应,则阳极电极反应式为H2-2e-=2H+,阴极电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3。(4)将反应编号,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJmol-1(式)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJmol-1(式)应用盖斯定律,式2-式3得2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)H=(-92.4kJ/mol)2-(-571.6kJ/mol)3=+1530kJ/mol。20. 利用熔融碱焙烧工艺可从铝热
37、法生产金属铬所得铬渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出铬和铝,实现铬和铝的再生利用。其工作流程如下:提示:2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O(1)写出过程I中铝发生的离子方方程式_。(2)溶液1中的阴离子有CrO42-、 _。(3)过程I中,Cr2O3参与的反应中,若生成0.4 mol CrO42-,消耗氧化剂的物质的量是_。(4)通入CO2调节溶液pH实现物质的分离。滤渣A煅烧得到Al2O3,其可用来冶炼Al,冶炼Al原理_。滤渣B受热分解所得物质可以循环利用,B是_。(5)过程II的目的是得到K2Cr2O7粗品,粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7。不同温度下化合物的溶
38、解度(g/100gH2O)化合物名称020406080NaCl35.736.036.637.338.4KCl28.034.240.145.851.3K2SO47.411.114.818.221.4K2Cr2O74.712.326.345.673.0Na2Cr2O7163183215269376结合表中数据分析,过程II得到K2Cr2O7粗品的操作是:_,过滤得到K2Cr2O7粗品。【答案】 (1). 2Al+2OH-+2H2O= 2AlO2-+3H2 (2). AlO2、OH (3). 0.3 mol (4). 2Al2O3(熔融) 3O2+ 4Al (5). NaHCO3 (6). 向滤液3
39、中加入稀盐酸和KCl固体后,蒸发浓缩、降温结晶【解析】试题分析:本题考查工艺流程的分析,涉及离子方程式和化学方程式的书写,氧化还原反应的计算,物质的分离、提纯,图表数据的分析。根据铬渣的成分以及图示,过程I中Al、Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2,Cr2O3被氧化成Na2CrO4,水浸后的溶液1中含Na2CrO4、NaAlO2和过量NaOH;溶液1中通入CO2调pH=9,NaAlO2与CO2反应生成Al(OH)3沉淀,滤渣A的成分为Al(OH)3;滤液2中通入CO2调pH=6,部分Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,滤渣B受热分解所得物质可循环利用,结合CO2与NaAlO2的反应和流
40、程,过滤得到的滤渣B的主要成分为NaHCO3。(1)过程I中Al与NaOH反应生成NaAlO2和H2,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2。(2)根据上述分析溶液1中的阴离子有CrO42-、AlO2-和OH-。(3)过程I中Cr2O3被氧化成CrO42-,氧化剂为O2,根据得失电子守恒,4n(O2)=3n(CrO42-),消耗的氧化剂氧气物质的量为n(CrO42-)=0.4mol=0.3mol。(4)滤渣A为Al(OH)3,Al(OH)3煅烧得Al2O3和H2O,电解熔融的Al2O3得到Al,冶炼Al的原理为2Al2O3(熔融)4Al+3O2。滤渣B受热分解所得物
41、质可以循环利用,则滤渣B是NaHCO3。(5)由于要获得K2Cr2O7,所以要使CrO42-尽可能多的转化成Cr2O72-,使反应2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O正向移动,需要向滤液3中加入酸;将滤液3中的Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7需要向滤液3中加入钾盐,从表中数据可见,低温时K2Cr2O7的溶解度最小,但K2SO4的溶解度与K2Cr2O7的差别不大,所以向滤液3中加入KCl固体。过程II得到K2Cr2O7粗品的操作是:向滤液3中加入稀盐酸和KCl固体后,蒸发浓缩、降温结晶。21. 某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验(下图):实验I:将Fe3+转化为Fe2+(
42、1) Fe3+与Cu粉发生反应的离子方程式为_。(2)探究白色沉淀产生的原因,请填写实验方案:实验方案现象结论步骤1:取4 mL_mol/L CuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1 mol/L KSCN溶液产生白色沉淀CuSO4与KSCN反应产生了白色沉淀步骤2:取_.无明显现象查阅资料:i. SCN-的化学性质与I-相似;ii. 2Cu2+4I-= 2CuI+I2Cu2+与SCN-反应的离子方程式为_。实验:将Fe2+转化为Fe3+实验方案现象向3mL 0.1mol/L FeSO4溶液中加入1mL8mol/L稀硝酸溶液变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色探究上述现象出现的原因:查阅
43、资料:Fe2+NOFe(NO)2+(棕色)(3)用离子方程式解释NO产生的原因_。(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析:反应I:Fe2+与HNO3反应; 反应II:Fe2+与NO反应依据实验现象,甲认为反应I的速率比反应II_(填“快”或“慢”)。乙认为反应I是一个不可逆反应,并通过实验证明其猜测正确,乙设计的实验方案是_。请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因 _。(5)丙认为若生成的NO与Fe2+不接触,溶液就不会出现棕色,请设计并画出实验装置图(注明药品),实现Fe2+Fe3+的转化,同时避免出现此异常现象。_【答案】 (1). Cu+2Fe3+=Cu2+
44、2Fe2+ (2). 0.1 (3). 取4mL 0.2mol/L FeSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液 (4). 2Cu2+4SCN-=2CuSCN+(SCN)2 (5). 3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O (6). 慢 (7). 取反应后的黄色溶液于试管中,向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液,无明显变化,说明反应I是不可逆反应 (8). Fe2+被HNO3氧化,导致Fe2+浓度降低,使平衡Fe2+NOFe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,溶液由棕色变为黄色 (9). 合理答案给分(下图)【解析】试题分析:(1)Fe3+
45、与Cu粉发生反应生成铜离子与亚铁离子,反应离子方程式为:2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,故答案为:2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+;(2)由反应2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,可知图1中得到溶液中Fe2+为0.2mol/L,Cu2+为0.1mol/L,分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液,滴入KSCN溶液进行对照实验,故实验方案为:步骤1:取4mL 0.1mol/L CuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液,步骤2:取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液,由题目信息ii可知,Cu2+与SCN-反应生成CuSCN沉淀,
46、同时生成(SCN)2,反应离子方程式为:Cu2+3SCN-=CuSCN+(SCN)2,故答案为:0.1;取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液;Cu2+3SCN-=CuSCN+(SCN)2;(3)亚铁离子具有还原性,酸性条件下硝酸根具有强氧化性,反应生成铁离子、NO与水,反应离子方程为:3Fe2+4H+NO3-3Fe3+NO+2H2O,故答案为:3Fe2+4H+NO3-3Fe3+NO+2H2O;(4)溶液先变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色,反应速率快的反应现象最先表现,反应的速率比反应的慢,故答案为:慢;反应中硝酸过量,若存在平
47、衡,溶液中含有Fe2+,否则没有Fe2+,具体的实验方案是:取反应后的黄色溶液于试管中,向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液,溶液无明显变化,说明反应I是不可逆反应,故答案为:取反应后的黄色溶液于试管中,向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液,溶液无明显变化,说明反应I是不可逆反应;Fe2+被硝酸氧化为Fe3+,导致溶液中Fe2+浓度降低,导致平衡Fe2+NOFe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,溶液由棕色变为黄色,故答案为:Fe2+被硝酸氧化为Fe3+,导致溶液中Fe2+浓度降低,导致平衡Fe2+NOFe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,
48、溶液由棕色变为黄色;(5)利用原电池原理,使NO与Fe2+在不同的电极区域生成,实验装置图为,故答案为:。考点:考查了反应原理的探究实验、实验方案设计等相关知识。22. 合成医用麻醉药苄佐卡因E和食品防腐剂J的路线如图所示:已知:请回答下列问题:(1)A属于芳香烃,结构简式为_。(2)E中官能团的名称是氨基、_。(3)C能与NaHCO3溶液反应,反应的化学方程式是_。(4)反应、中试剂ii和试剂iii依次是 _、_。(5)反应中,属于取代反应的是_。(6)J有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体有_种,写出其中任一种同分异构体的结构简式:_。a. 为苯的二元取代物,其中一个取代基为羟基
49、b. 属于酯类,且能发生银镜反应(7)以A为起始原料,选用必要的无机试剂合成高分子树脂(),写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件):_。【答案】 (1). (2). 酯基(键) (3). (4). 酸性高锰酸钾溶液 (5). NaOH/H2O (6). (7). 6 (8). (以下结构任写一种) (9). (路线合理即可)【解析】试题分析:本题考查有机推断和有机合成,涉及有机物官能团的识别,有机物结构简式和有机反应方程式的书写,有机反应类型的判断,限定条件下同分异构体数目的确定和书写,有机合成路线的设计。A属于芳香烃,A发生反应生成B,A的结构简式
50、为;对比B和E的结构简式以及反应的条件,反应是将-NO2还原为-NH2,D的结构简式为;C能与NaHCO3溶液反应,C中含羧基,反应为用酸性高锰酸钾溶液将B中-CH3氧化成-COOH,C的结构简式为;反应为C与CH3CH2OH的酯化反应,试剂i为CH3CH2OH、浓硫酸。结合F的分子式,反应为A与Cl2在催化剂存在下发生苯环上的取代反应,由于J中两个侧链处于对位,则F的结构简式为; 由于试剂i为CH3CH2OH、浓硫酸,由J逆推出I的结构简式为;对比F和I的结构简式,F转化为I需要将-CH3氧化成-COOH,将-Cl水解成酚羟基,由于酚羟基也易发生氧化反应,为了保护酚羟基不被氧化,反应为氧化反
51、应,反应为水解反应,则试剂ii为酸性KMnO4溶液,G的结构简式为;试剂iii为NaOH溶液,H的结构简式为。(1)A属于芳香烃,A的结构简式为。(2)由E的结构简式可知,E中官能团的名称为氨基、酯基。(3)C的结构简式为,反应为C与CH3CH2OH的酯化反应,反应的化学方程式为:+CH3CH2OH+H2O。(4)反应是将中-CH3氧化成-COOH,试剂ii是酸性高锰酸钾溶液。反应是的水解反应,试剂iii是NaOH溶液。(5)反应依次为取代反应、氧化反应、取代反应、还原反应、取代反应、氧化反应、取代反应,属于取代反应的是。(6)J的结构简式为,J的同分异构体属于酯类且能发生银镜反应,则结构中含
52、有HCOO-,J的同分异构体为苯的二元取代物,其中一个取代基为-OH;符合条件的同分异构体有:(1)若两个取代基为-OH和-CH2CH2OOCH,有邻、间、对三个位置,结构简式为、;(2)若两个取代基为-OH和-CH(CH3)OOCH,有邻、间、对三个位置,结构简式为、;符合条件的同分异构体共6种。(7)由单体和发生缩聚反应制得,合成需要由合成和;由合成,需要在-CH3的对位引入-OH,先由与Cl2在催化剂存在下发生苯环上的取代反应生成,然后在NaOH溶液中发生水解反应生成,酸化得;由合成,在侧链上引入官能团,先由与Cl2在光照下发生侧链上的取代反应生成,在NaOH溶液中发生水解反应生成,发生催化氧化生成。合成路线为:。