四川省泸州市泸县2022-2023学年高二下学期期中考试
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求
1.(2023高二下·泸县期中)化学与生活、社会密切相关,下列说法正确的是
A.晶体硅常用做光导纤维的主要材料
B.近年来已发布“空气质量日报”中,将CO2、SO2、NO2和可吸入颗粒物等列入了首要污染物
C.煤炭经气化、液化和干馏等过程,可获得清洁能源和重要的化工原料
D.SO2可以用来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫、增白食品等
【答案】C
【知识点】无机非金属材料;绿色化学;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A.光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是晶体硅,故A错误;
B.二氧化碳不属于空气污染物,故B错误;
C.煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程;煤的液化是将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料或者利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或者其他液体化工产品的过程;煤的干馏是指隔绝空气加强热,使煤分解的过程。因此煤炭经气化、液化和干馏等过程;C正确
D.二氧化硫有毒,不能用于增白食品,故D错误。
故答案为:C。
【分析】A.注意区分单质硅和二氧化硅的用途,单质硅通常作为半导体,太阳能电池等;
B.二氧化碳不属于大气污染物,它属于温室气体;
C.煤直接燃烧会产生大量污染物,经过汽化、液化和干馏等复杂化学变化处理后,可以得到清洁化工原料;
D.二氧化硫有毒,不可作为食物漂白。
2.(2023高二下·泸县期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.60gSiO2晶体中含Si-O键数目为2NA
B.足量Fe与1molCl2完全反应,转移的电子数目为2NA
C.1L 0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中和离子数目之和为0.1NA
D.1L 0.1mol/LNa2CO3溶液中,阴离子数目小于0.1NA
【答案】B
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.60gSiO2的物质的量为1mol,二氧化硅晶体中每个硅原子含有4个Si-O键,所以60gSiO2晶体中含Si-O键数目为4NA,A项错误;
B.足量Fe与1mol Cl2完全反应,1mol Cl2转化为2mol Cl-,转移2mol电子,转移的电子数目为2NA,B项正确;
C.1L0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中根据碳原子守恒碳酸根、碳酸氢根和H2CO3浓度之和为0.1mol,碳酸根和碳酸氢根离子数目之和小于0.1NA,C项错误;
D.碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根,水解使阴离子数目增多,故溶液中阴离子数目大于0.1NA,故D项错误。
故答案为:B.
【分析】A.计算时要注意二氧化硅的晶体结构,判断一个硅原子形成4个Si-O键,然后进行计算;
B.注意铁是过量的,最终生成的是二价铁;
C.根据碳原子守恒,含碳微粒数目之和为0.1mol进行计算即可;
D.根据盐的水解判断溶液中阴离子数目的变化。
3.(2023高二下·泸县期中)由短周期前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化,X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是
A.T分子中所有原子均在同一平面上
B.等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA
C.X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍
D.T分子中只含有极性键,X分子中既含有极性键又含有非极性键
【答案】A
【知识点】极性键和非极性键
【解析】【解答】A.有分析可知,T为HCHO,为平面结构,所有原子共平面,A项正确;
B.HCHO、H2CO3分子中都含有1个C=O,因此等物质的量的HCHO、H2CO3分子中含有π键的数目相等,但物质的量未定,故不一定为NA,故B错误;
C.X分子中含有的σ键个数为5,T分子中含有的σ键个数为3,不是2倍的关系,故C错误;
D.X为H2CO3,只含有极性键,故D错误。
故答案为:A。
【分析】由球棍模型可知,黑球为C,大白球为O,小白球为H,则T为HCHO,X不稳定,易分解,则X为H2CO3,则Y为氧化剂,据此分析解答。
4.(2023高二下·泸县期中)被称为“软电池”的纸质电池,其总反应为:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是
A.该电池中 Zn 作正极
B.MnO2电极上发生氧化反应
C.该电池工作时电流由 Zn 经导线流向 MnO2
D.当 6.5gZn 完全溶解时,流经电路的电子数目为 0.2NA
【答案】D
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A.由电池的总反应:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,可知Zn的化合价由0 价变为+2价,Zn失电子作负极,故A错误;
B.Zn是负极,失电子,发生氧化反应,MnO2电极上发生还原反应,故B错误;
C.该电池工作时电流是由正极流向负极,电流从MnO2经导线流向Zn,故 C错误;
D.根据电极反应,负极:Zn-2e-=Zn2+,1mol Zn溶解,转移2mol电子,则6.5gZn为0.1mol ,转移0.2mol电子,转移的电子数目为 0.2NA,故D正确。
故答案为:D
【分析】解答新型化学电源的步骤:(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式。
5.(2023高二下·泸县期中)聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如图(图中虚线表示氢键)。下列说法错误的是
A.聚维酮中C、N原子均采取sp3杂化
B.聚维酮的单体是
C.聚维酮分子由2m个单体聚合而成
D.聚维酮能发生水解反应
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;常用合成高分子材料的化学成分及其性能
【解析】【解答】A.聚维酮中N原子采取sp3杂化,但羰基上的碳原子采用sp2杂化,A错误;
B.从聚维酮的结构看,它的链节是由二分子 加聚而成,所以其单体是 ,B正确;
C.聚维酮分子的链节是由二分子 加聚而成,则它由2m个单体聚合而成,C正确
D.聚维酮分子中含有酰氨键,能发生水解反应,D正确;
故答案为:D。
【分析】根据聚合物的结构,判断单体结构简式,把链节中的单体中的碳碳单键变成碳碳双键即可。
6.(2022高二下·成都期中)X、Y、Z、M为四种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为。下列说法正确的是( )
A.原子半径比较:Z>Y>X>M
B.元素的氧化物对应的水化物的酸性比较:Z>Y>X
C.由Y、Z、M三种元素可形成一种常见的离子化合物
D.气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,原子半径应为X>Y>Z>M,A不符合题意;
B.元素的最高氧化物对应的水化物才能比较酸性,而且氧也没有氧化物对应水化物,B不符合题意;
C.Y、Z、M是N、O、H,三种元素可形成一种常见的离子化合物硝酸铵,C符合题意;
D.同一周期,从左到右,元素非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强,故为Z>Y>X,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为,则其摩尔质量约为17g/mol,则该气体为氨气,Y为N元素,M为H元素,X为C元素,Z为O元素,据此解答。
7.(2023高二下·泸县期中)向含MgCl2和CuCl2的溶液中逐滴加入0.1mol/L的NaOH溶液,沉淀的质量(m)与加入NaOH溶液体积(V)的关系如图所示,已知V2=3V1,下列说法正确的是
A.原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度之比为3:1
B.该实验不能证明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小
C.若向Mg(OH)2悬浊液中滴入CuCl2溶液,一定会有Cu(OH)2生成
D.水的电离程度:A>B>C
【答案】D
【知识点】水的电离;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.V2=3V1,说明n[Mg(OH)2]=2n[Cu(OH)2],原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度之比为2:1,故A错误;
B.CuCl2的物质的量浓度小且首先沉淀铜离子说明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小,故B错误;
C.要想生成沉淀,必须满足Qc>Ksp,铜离子浓度大小未知,无法判断是否生成沉淀,故C错误;
D.A点时溶质为NaCl和MgCl2,B点时为NaCl,C点为NaCl和NaOH,镁离子水解促进水的电离,NaOH抑制水的电离,NaCl对水的电离无影响,水的电离程度:A>B>C,故D正确。
故答案为:D。
【分析】据图象可知,0~V1时生成蓝色沉淀为Cu(OH)2,V1~V2生成的沉淀为Mg(OH)2,V2=3V1,说明n[Mg(OH)2]=2n[Cu(OH)2],A点时溶质为NaCl和MgCl2,B点时为NaCl,C点为NaCl和NaOH,据此解答即可。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
8.(2023高二下·泸县期中)神舟十四号载人宇宙飞船胜利升空,并完成与天和核心舱的对接,中国空间站即将建成。合成材料在宇宙飞船和宇航服等方面得到广泛应用,回答下列问题:
(1)合成材料品种很多,其中被称为“三大合成材料”的是 、 和合成橡胶。
(2)飞船上的柔性材料常用聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯可利用乙烯和氯气作原料制备,其流程是乙烯→ →乙炔→ →聚氯乙烯。(填有机物名称)
(3)制作宇航服的材料聚酯纤维(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)商品名叫涤纶,其单体的结构简式分别为 和 。
(4)酚醛树脂可做宇宙飞船外壳的烧蚀材料,其原料是苯酚和甲醛。写出下列反应的化学方程式:
①苯酚稀溶液中逐滴加入饱和溴水产生白色沉淀 ;
②甲醛与苯酚在催化剂作用下制备酚醛树脂 。
【答案】(1)塑料;合成纤维
(2)1,2-二氯乙烷;氯乙烯
(3);
(4);
【知识点】有机物的结构和性质;有机高分子化合物的结构和性质;合成材料
【解析】【解答】(1)被称为“三大合成材料”的是塑料、合成纤维和合成橡胶。答案为:塑料;合成纤维;
(2)由乙烯制聚氯乙烯时,应先制得氯乙烯,若试图用乙烯与氯气发生取代反应制氯乙烯,则很难实现,所以应使用乙炔与氯化氢加成制氯乙烯,乙烯与氯气加成后再消去便可制得乙炔;
(3)先确定聚对苯二甲酸乙二酯的结构式为:,然后让酯基水解,就可确定其单体的结构简式分别为:,
(4)①苯酚稀溶液中逐滴加入饱和溴水,发生取代反应,生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀和溴化氢,化学方程式为;甲醛与苯酚在催化剂作用下发生缩聚反应,生成酚醛树脂和水,化学方程式为
【分析】难点分析:(3) 聚对苯二甲酸乙二酯纤维 ,是缩聚反应得到,由二元酸和二元醇通过脱水缩合得到,根据结构判断单体。
(4)②制备酚醛树脂分为两步,第一步为羟醛加成,第二步为脱水反应。
9.(2023高二下·泸县期中)二甲醚简称DME,是一种基础化工原料,可用于燃料电池及制取低碳烯烃等,Kagan提出的一步法制取二甲醚的反应为:ΔH。下图为刚性容器中,CO2初始浓度相同,进料浓度比c(H2)∶c(CO2)分别等于3和5时CO2平衡转化率随温度变化的关系:
(1)ΔH 0(填“>”或“<”)。进料浓度比c(H2)∶c(CO2)=5的曲线为 点所在曲线(填“A”或“B”),B、C两点用CH3OCH3表示的平均反应速率(B) (C)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在一定条件下,若将CO2改为等物质的量的CO和CO2的混合气,则充入的CO与H2O发生反应:将导致CH3OCH3的产率增大,原因是 。
(3)在一定体积的刚性容器中保持温度不变,保持c(H2)∶c(CO2)进料浓度比不变,进一步提高CO2的平衡转化率的方法是 、 。
(4)在绝热恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g) 5N2(g)+6H2O(g)
不能说明该反应已达到平衡状态标志的是 (填标号)。
a.体系温度不变
b.反应速率5v(NH3)消耗 =4v(N2)消耗
c.容器内压强不再随时间而发生变化
d.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
e.容器内n(NO):n(NH3):n(N2):n(H2O)=6:4:5:6
(5)一定温度下,在2 L恒容密闭容器内发生反应2NO2(g) N2O4(g),n(NO2)随时间的变化如表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO2) /mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
根据表中可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是 。该温度下,反应2NO2(g) N2O4(g)的平衡常数K= L·mol-1。
(6)对于反应2NO2(g) N2O4(g),用平衡时各组分压强关系表达的平衡常数。在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与自身压强间存在关系:v消耗(NO2)=k1·p2(NO2),v消耗(N2O4)=k2·p(N2O4)。其中k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的消耗速率跟压强的关系如图所示:
一定温度下,k1、k2与平衡常数KP的关系是k1= 。在图标出的点中,指出能表示反应达到平衡状态的点并说明理由 。
【答案】(1)<;A;<
(2)充入的CO与H2O发生反应:H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),可以减少H2O的浓度,同时增大CO2和H2的浓度,使平衡2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)向正反应方向移动,提高CH3OCH3的产率
(3)增加反应体系压强;及时分离出产物
(4)e
(5)NO2是反应物,随着反应的进行,NO2的浓度逐渐减小,所以反应速率逐渐减小;1400
(6)2Kp k2;B点与D点,v(NO2消耗)=2v(N2O4消耗)=v(NO2生成) 满足平衡条件
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)由图可知,随着温度的升高,CO2平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,则该反应为放热反应,ΔH<0;相同条件下,增大进料浓度比c(H2):c(CO2),可以提高CO2平衡转化率,则进料浓度比c(H2):c(CO2)=5的曲线为A;温度越高,反应速率越快,则B、C 两点用 CH3OCH3表示的平均反应速率v(B)<v(C);
(2)充入的 CO 与 H2O发生反应:H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),可以减少 H2O的浓度,同时增大 CO2和 H2的浓度,使平衡 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)向正反应方向移动,提高 CH3OCH3的产率,故答案为:充入的 CO 与 H2O发生反应:H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),可以减少 H2O的浓度,同时增大 CO2和 H2的浓度,使2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)向正反应方向移动,提高 CH3OCH3的产率。
(3)增加反应体系压强、及时分离出产物使平衡正向移动,提高 CO2的平衡转化率,故答案为:增加反应体系压强;及时分离出产物;
4)a.化学反应必然伴随热效应,体系温度不变说明反应到达平衡状态,a不对;
b.反应速率5v(NH3)消耗 =4v(N2)消耗=5 v(NH3)生成,即正逆反应速率相等,说明反应到达平衡状态,b不对;
b.反应速率5v(NH3)消耗 =4v(N2)消耗=5 v(NH3)生成,即正逆反应速率相等,说明反应到达平衡状态,b不对;
d.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化,说明氮气的浓度不变,说明反应到达平衡状态,d不选;
e.容器内n(NO):n(NH3):n(N2):n(H2O)=6:4:5:6与起始投入量和转化率有关,不能说明反应到达平衡状态,e选
【分析】难点分析:(1)平衡图像解题技巧:对应化学反应速率图像和化学平衡图像,应该注意下列几点:1、横轴坐标和纵坐标含义;2、曲线斜率或者趋势;3、曲线上特殊点,如起点、终点、交点和拐点等;4、根据需要运用辅助线,如等温线、等压线.
(4)判断平衡依据有:1.同正物质正逆反应速率相同,即达到平衡,2.各物质浓度或质量分数等保持不变,3.变化的物理量不再反生改变,即达到化学平衡。
10.(2023高二下·泸县期中)以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图:
(1)“酸溶”中加快溶解的方法为 (任意写出一种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)写出“滤渣”中主要成分的化学式 。
(4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为 。
②若用CaCO3“沉铁”,则生成FeCO3沉淀。当反应完成时,溶液中= 。[已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(FeCO3)=2×10-11]
(5)“氧化”时,用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液,能缩短氧化时间,但缺点是 。
(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源,在1225℃、=1.2时,焙烧时间与金属产率的关系如图,时间超过15min金属产率下降的原因是 。
【答案】(1)加热或搅拌或适当增大硫酸浓度
(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3)SiO2、Fe
(4)FeSO4+2NH4HCO3=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑;140
(5)NaNO2被还原为氮氧化物,污染空气
(6)还原剂消耗完,空气进入使铁再次氧化
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应方程式的配平;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)酸溶时,可通过适当增大硫酸的浓度,升高温度,粉碎硫酸渣,加速搅拌等方式加快反应速率,故答案为:加热或搅拌或适当增大硫酸浓度;
(2)还原过程中硫酸铁被还原为硫酸亚铁,反应的离子方程式为:
(3)由以上分析可知滤渣的主要成分为SiO2、Fe,故答案为:SiO2、Fe;
(4)有题中信息可知沉铁时碳酸氢铵与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁,二氧化碳,和硫酸铵,反应方程式为:
(5)NaNO2作氧化剂时,其还原产物为可能生成NO等,氮的氧化物有毒会污染空气,故答案为:NaNO2被还原为氮氧化物,污染空气;
(6)时间过长,焦炭反应完,不再有还原剂,则进入的空气会将铁重新氧化,导致金属产率下降,故答案为:还原剂消耗完,空气进入使铁再次氧化;
【分析】硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)加硫酸后,氧化铁溶于硫酸得到硫酸铁,二氧化硅不溶于硫酸,再加铁粉,将硫酸铁还原为硫酸亚铁,过滤除去二氧化硅和过量的铁粉,滤液中加碳酸氢铵,发生反应生成氢氧化亚铁沉淀,经氧化得到铁黄,根据题意解答即可。
11.(2023高二下·泸县期中)铼被誉为21世纪的超级金属,被广泛应用于航空航天领域,一种由铼渣(主要成分:ReS2)提取铼的工艺流程图如图:
(1)已知铼的价电子排布与锰相似,写出75Re的价电子排布式为 。
(2)第一步酸浸过程中ReS2转化为两种强酸,其中一种为高铼酸(化学式:HReO4),请写出反应的离子方程式: ,根据图1所示,浸出过程中应将铼渣粉碎至 目左右,根据图2所示,操作II过程中萃取液流速应选择6~8BV/h。
(3)已知高铼酸铵微溶于冷水,易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是 。
(4)写出由高铼酸铵热分解得到Re2O7的化学方程式: 。
(5)实际生产过程中,使用氢气还原Re2O7时,氢气的用量始终要大于理论计算值,其原因是 。
(6)整个工艺中可循环利用的物质有硫酸、氨气以及 。
(7)已知铼的晶胞如图3所示,晶胞的参数如图4所示(a、c的单位为A,1A=10-10m),则金属铼的密度表达式为 g cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值,M表示Re的摩尔质量)
【答案】(1)5d56s2
(2)2ReS2+19H2O2=2 +4 +10H++14H2O;120
(3)重结晶
(4)
(5)氢气除用作还原剂外,还需用作保护气,用于排尽装置内的空气,防止铼被氧化
(6)含R3N的有机溶剂
(7)
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】(1)Re为75号元素,其价电子排布式为5d56s2
(2)酸浸过程中ReS2转化成两种强酸,其中一种为HReO4,离子方程式为2ReS2+19H2O2=2+4+10H++14H2O。从图中可知,将铼渣粉碎至120目时,其浸出率可达95%,矿样粒度大于120目时,铼浸出率基本不变,则将铼渣粉碎至120目;
(3)已知高铼酸铵微溶于冷水,易溶于热水,则提纯粗高铼酸铵固体的方法为重结晶法;
(4)高铼酸铵热分解生成Re2O7,化学方程式为
(5)氢气除用作还原剂外,还需用作保护气,用于排尽装置内的空气,防止铼被氧化,则氢气的用量始终要大于理论计算值;
(6)由分析可知,整个工艺流程中可循环利用的物质有硫酸、NH3和含R3N的有机溶剂;
(7)一个铼晶胞中含有铼原子2个,该晶胞的体积为2×c,则金属铼的密度表达式为=
【分析】工业上用富铼渣(含ReS2)制得铼粉,向富铼渣(含ReS2)中加入稀硫酸和H2O2溶液,发生氧化还原反应生成HReO4和H2SO4,过滤得到滤渣和含有HReO4和H2SO4的滤液;向滤液中加入含R3N的有机溶液萃取,分液得到可以循环使用的稀硫酸和R3N HReO4溶液;向R3N HReO4溶液中加入氨水充分反应后,分液得到可以循环使用的含R3N的有机溶液和高铼酸铵溶液;高铼酸铵溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到高铼酸铵晶体;高铼酸铵晶体受热分解生成可以循环使用的NH3和Re2O7;再用H2热还原Re2O7生成铼粉。
四川省泸州市泸县2022-2023学年高二下学期期中考试
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求
1.(2023高二下·泸县期中)化学与生活、社会密切相关,下列说法正确的是
A.晶体硅常用做光导纤维的主要材料
B.近年来已发布“空气质量日报”中,将CO2、SO2、NO2和可吸入颗粒物等列入了首要污染物
C.煤炭经气化、液化和干馏等过程,可获得清洁能源和重要的化工原料
D.SO2可以用来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫、增白食品等
2.(2023高二下·泸县期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.60gSiO2晶体中含Si-O键数目为2NA
B.足量Fe与1molCl2完全反应,转移的电子数目为2NA
C.1L 0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中和离子数目之和为0.1NA
D.1L 0.1mol/LNa2CO3溶液中,阴离子数目小于0.1NA
3.(2023高二下·泸县期中)由短周期前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化,X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是
A.T分子中所有原子均在同一平面上
B.等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA
C.X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍
D.T分子中只含有极性键,X分子中既含有极性键又含有非极性键
4.(2023高二下·泸县期中)被称为“软电池”的纸质电池,其总反应为:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是
A.该电池中 Zn 作正极
B.MnO2电极上发生氧化反应
C.该电池工作时电流由 Zn 经导线流向 MnO2
D.当 6.5gZn 完全溶解时,流经电路的电子数目为 0.2NA
5.(2023高二下·泸县期中)聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如图(图中虚线表示氢键)。下列说法错误的是
A.聚维酮中C、N原子均采取sp3杂化
B.聚维酮的单体是
C.聚维酮分子由2m个单体聚合而成
D.聚维酮能发生水解反应
6.(2022高二下·成都期中)X、Y、Z、M为四种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为。下列说法正确的是( )
A.原子半径比较:Z>Y>X>M
B.元素的氧化物对应的水化物的酸性比较:Z>Y>X
C.由Y、Z、M三种元素可形成一种常见的离子化合物
D.气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
7.(2023高二下·泸县期中)向含MgCl2和CuCl2的溶液中逐滴加入0.1mol/L的NaOH溶液,沉淀的质量(m)与加入NaOH溶液体积(V)的关系如图所示,已知V2=3V1,下列说法正确的是
A.原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度之比为3:1
B.该实验不能证明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小
C.若向Mg(OH)2悬浊液中滴入CuCl2溶液,一定会有Cu(OH)2生成
D.水的电离程度:A>B>C
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
8.(2023高二下·泸县期中)神舟十四号载人宇宙飞船胜利升空,并完成与天和核心舱的对接,中国空间站即将建成。合成材料在宇宙飞船和宇航服等方面得到广泛应用,回答下列问题:
(1)合成材料品种很多,其中被称为“三大合成材料”的是 、 和合成橡胶。
(2)飞船上的柔性材料常用聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯可利用乙烯和氯气作原料制备,其流程是乙烯→ →乙炔→ →聚氯乙烯。(填有机物名称)
(3)制作宇航服的材料聚酯纤维(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)商品名叫涤纶,其单体的结构简式分别为 和 。
(4)酚醛树脂可做宇宙飞船外壳的烧蚀材料,其原料是苯酚和甲醛。写出下列反应的化学方程式:
①苯酚稀溶液中逐滴加入饱和溴水产生白色沉淀 ;
②甲醛与苯酚在催化剂作用下制备酚醛树脂 。
9.(2023高二下·泸县期中)二甲醚简称DME,是一种基础化工原料,可用于燃料电池及制取低碳烯烃等,Kagan提出的一步法制取二甲醚的反应为:ΔH。下图为刚性容器中,CO2初始浓度相同,进料浓度比c(H2)∶c(CO2)分别等于3和5时CO2平衡转化率随温度变化的关系:
(1)ΔH 0(填“>”或“<”)。进料浓度比c(H2)∶c(CO2)=5的曲线为 点所在曲线(填“A”或“B”),B、C两点用CH3OCH3表示的平均反应速率(B) (C)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在一定条件下,若将CO2改为等物质的量的CO和CO2的混合气,则充入的CO与H2O发生反应:将导致CH3OCH3的产率增大,原因是 。
(3)在一定体积的刚性容器中保持温度不变,保持c(H2)∶c(CO2)进料浓度比不变,进一步提高CO2的平衡转化率的方法是 、 。
(4)在绝热恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g) 5N2(g)+6H2O(g)
不能说明该反应已达到平衡状态标志的是 (填标号)。
a.体系温度不变
b.反应速率5v(NH3)消耗 =4v(N2)消耗
c.容器内压强不再随时间而发生变化
d.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
e.容器内n(NO):n(NH3):n(N2):n(H2O)=6:4:5:6
(5)一定温度下,在2 L恒容密闭容器内发生反应2NO2(g) N2O4(g),n(NO2)随时间的变化如表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO2) /mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
根据表中可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是 。该温度下,反应2NO2(g) N2O4(g)的平衡常数K= L·mol-1。
(6)对于反应2NO2(g) N2O4(g),用平衡时各组分压强关系表达的平衡常数。在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与自身压强间存在关系:v消耗(NO2)=k1·p2(NO2),v消耗(N2O4)=k2·p(N2O4)。其中k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的消耗速率跟压强的关系如图所示:
一定温度下,k1、k2与平衡常数KP的关系是k1= 。在图标出的点中,指出能表示反应达到平衡状态的点并说明理由 。
10.(2023高二下·泸县期中)以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图:
(1)“酸溶”中加快溶解的方法为 (任意写出一种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)写出“滤渣”中主要成分的化学式 。
(4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为 。
②若用CaCO3“沉铁”,则生成FeCO3沉淀。当反应完成时,溶液中= 。[已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(FeCO3)=2×10-11]
(5)“氧化”时,用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液,能缩短氧化时间,但缺点是 。
(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源,在1225℃、=1.2时,焙烧时间与金属产率的关系如图,时间超过15min金属产率下降的原因是 。
11.(2023高二下·泸县期中)铼被誉为21世纪的超级金属,被广泛应用于航空航天领域,一种由铼渣(主要成分:ReS2)提取铼的工艺流程图如图:
(1)已知铼的价电子排布与锰相似,写出75Re的价电子排布式为 。
(2)第一步酸浸过程中ReS2转化为两种强酸,其中一种为高铼酸(化学式:HReO4),请写出反应的离子方程式: ,根据图1所示,浸出过程中应将铼渣粉碎至 目左右,根据图2所示,操作II过程中萃取液流速应选择6~8BV/h。
(3)已知高铼酸铵微溶于冷水,易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是 。
(4)写出由高铼酸铵热分解得到Re2O7的化学方程式: 。
(5)实际生产过程中,使用氢气还原Re2O7时,氢气的用量始终要大于理论计算值,其原因是 。
(6)整个工艺中可循环利用的物质有硫酸、氨气以及 。
(7)已知铼的晶胞如图3所示,晶胞的参数如图4所示(a、c的单位为A,1A=10-10m),则金属铼的密度表达式为 g cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值,M表示Re的摩尔质量)
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】无机非金属材料;绿色化学;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A.光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是晶体硅,故A错误;
B.二氧化碳不属于空气污染物,故B错误;
C.煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程;煤的液化是将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料或者利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或者其他液体化工产品的过程;煤的干馏是指隔绝空气加强热,使煤分解的过程。因此煤炭经气化、液化和干馏等过程;C正确
D.二氧化硫有毒,不能用于增白食品,故D错误。
故答案为:C。
【分析】A.注意区分单质硅和二氧化硅的用途,单质硅通常作为半导体,太阳能电池等;
B.二氧化碳不属于大气污染物,它属于温室气体;
C.煤直接燃烧会产生大量污染物,经过汽化、液化和干馏等复杂化学变化处理后,可以得到清洁化工原料;
D.二氧化硫有毒,不可作为食物漂白。
2.【答案】B
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.60gSiO2的物质的量为1mol,二氧化硅晶体中每个硅原子含有4个Si-O键,所以60gSiO2晶体中含Si-O键数目为4NA,A项错误;
B.足量Fe与1mol Cl2完全反应,1mol Cl2转化为2mol Cl-,转移2mol电子,转移的电子数目为2NA,B项正确;
C.1L0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中根据碳原子守恒碳酸根、碳酸氢根和H2CO3浓度之和为0.1mol,碳酸根和碳酸氢根离子数目之和小于0.1NA,C项错误;
D.碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根,水解使阴离子数目增多,故溶液中阴离子数目大于0.1NA,故D项错误。
故答案为:B.
【分析】A.计算时要注意二氧化硅的晶体结构,判断一个硅原子形成4个Si-O键,然后进行计算;
B.注意铁是过量的,最终生成的是二价铁;
C.根据碳原子守恒,含碳微粒数目之和为0.1mol进行计算即可;
D.根据盐的水解判断溶液中阴离子数目的变化。
3.【答案】A
【知识点】极性键和非极性键
【解析】【解答】A.有分析可知,T为HCHO,为平面结构,所有原子共平面,A项正确;
B.HCHO、H2CO3分子中都含有1个C=O,因此等物质的量的HCHO、H2CO3分子中含有π键的数目相等,但物质的量未定,故不一定为NA,故B错误;
C.X分子中含有的σ键个数为5,T分子中含有的σ键个数为3,不是2倍的关系,故C错误;
D.X为H2CO3,只含有极性键,故D错误。
故答案为:A。
【分析】由球棍模型可知,黑球为C,大白球为O,小白球为H,则T为HCHO,X不稳定,易分解,则X为H2CO3,则Y为氧化剂,据此分析解答。
4.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A.由电池的总反应:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,可知Zn的化合价由0 价变为+2价,Zn失电子作负极,故A错误;
B.Zn是负极,失电子,发生氧化反应,MnO2电极上发生还原反应,故B错误;
C.该电池工作时电流是由正极流向负极,电流从MnO2经导线流向Zn,故 C错误;
D.根据电极反应,负极:Zn-2e-=Zn2+,1mol Zn溶解,转移2mol电子,则6.5gZn为0.1mol ,转移0.2mol电子,转移的电子数目为 0.2NA,故D正确。
故答案为:D
【分析】解答新型化学电源的步骤:(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式。
5.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;常用合成高分子材料的化学成分及其性能
【解析】【解答】A.聚维酮中N原子采取sp3杂化,但羰基上的碳原子采用sp2杂化,A错误;
B.从聚维酮的结构看,它的链节是由二分子 加聚而成,所以其单体是 ,B正确;
C.聚维酮分子的链节是由二分子 加聚而成,则它由2m个单体聚合而成,C正确
D.聚维酮分子中含有酰氨键,能发生水解反应,D正确;
故答案为:D。
【分析】根据聚合物的结构,判断单体结构简式,把链节中的单体中的碳碳单键变成碳碳双键即可。
6.【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,原子半径应为X>Y>Z>M,A不符合题意;
B.元素的最高氧化物对应的水化物才能比较酸性,而且氧也没有氧化物对应水化物,B不符合题意;
C.Y、Z、M是N、O、H,三种元素可形成一种常见的离子化合物硝酸铵,C符合题意;
D.同一周期,从左到右,元素非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强,故为Z>Y>X,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为,则其摩尔质量约为17g/mol,则该气体为氨气,Y为N元素,M为H元素,X为C元素,Z为O元素,据此解答。
7.【答案】D
【知识点】水的电离;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.V2=3V1,说明n[Mg(OH)2]=2n[Cu(OH)2],原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度之比为2:1,故A错误;
B.CuCl2的物质的量浓度小且首先沉淀铜离子说明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小,故B错误;
C.要想生成沉淀,必须满足Qc>Ksp,铜离子浓度大小未知,无法判断是否生成沉淀,故C错误;
D.A点时溶质为NaCl和MgCl2,B点时为NaCl,C点为NaCl和NaOH,镁离子水解促进水的电离,NaOH抑制水的电离,NaCl对水的电离无影响,水的电离程度:A>B>C,故D正确。
故答案为:D。
【分析】据图象可知,0~V1时生成蓝色沉淀为Cu(OH)2,V1~V2生成的沉淀为Mg(OH)2,V2=3V1,说明n[Mg(OH)2]=2n[Cu(OH)2],A点时溶质为NaCl和MgCl2,B点时为NaCl,C点为NaCl和NaOH,据此解答即可。
8.【答案】(1)塑料;合成纤维
(2)1,2-二氯乙烷;氯乙烯
(3);
(4);
【知识点】有机物的结构和性质;有机高分子化合物的结构和性质;合成材料
【解析】【解答】(1)被称为“三大合成材料”的是塑料、合成纤维和合成橡胶。答案为:塑料;合成纤维;
(2)由乙烯制聚氯乙烯时,应先制得氯乙烯,若试图用乙烯与氯气发生取代反应制氯乙烯,则很难实现,所以应使用乙炔与氯化氢加成制氯乙烯,乙烯与氯气加成后再消去便可制得乙炔;
(3)先确定聚对苯二甲酸乙二酯的结构式为:,然后让酯基水解,就可确定其单体的结构简式分别为:,
(4)①苯酚稀溶液中逐滴加入饱和溴水,发生取代反应,生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀和溴化氢,化学方程式为;甲醛与苯酚在催化剂作用下发生缩聚反应,生成酚醛树脂和水,化学方程式为
【分析】难点分析:(3) 聚对苯二甲酸乙二酯纤维 ,是缩聚反应得到,由二元酸和二元醇通过脱水缩合得到,根据结构判断单体。
(4)②制备酚醛树脂分为两步,第一步为羟醛加成,第二步为脱水反应。
9.【答案】(1)<;A;<
(2)充入的CO与H2O发生反应:H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),可以减少H2O的浓度,同时增大CO2和H2的浓度,使平衡2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)向正反应方向移动,提高CH3OCH3的产率
(3)增加反应体系压强;及时分离出产物
(4)e
(5)NO2是反应物,随着反应的进行,NO2的浓度逐渐减小,所以反应速率逐渐减小;1400
(6)2Kp k2;B点与D点,v(NO2消耗)=2v(N2O4消耗)=v(NO2生成) 满足平衡条件
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)由图可知,随着温度的升高,CO2平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,则该反应为放热反应,ΔH<0;相同条件下,增大进料浓度比c(H2):c(CO2),可以提高CO2平衡转化率,则进料浓度比c(H2):c(CO2)=5的曲线为A;温度越高,反应速率越快,则B、C 两点用 CH3OCH3表示的平均反应速率v(B)<v(C);
(2)充入的 CO 与 H2O发生反应:H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),可以减少 H2O的浓度,同时增大 CO2和 H2的浓度,使平衡 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)向正反应方向移动,提高 CH3OCH3的产率,故答案为:充入的 CO 与 H2O发生反应:H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),可以减少 H2O的浓度,同时增大 CO2和 H2的浓度,使2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)向正反应方向移动,提高 CH3OCH3的产率。
(3)增加反应体系压强、及时分离出产物使平衡正向移动,提高 CO2的平衡转化率,故答案为:增加反应体系压强;及时分离出产物;
4)a.化学反应必然伴随热效应,体系温度不变说明反应到达平衡状态,a不对;
b.反应速率5v(NH3)消耗 =4v(N2)消耗=5 v(NH3)生成,即正逆反应速率相等,说明反应到达平衡状态,b不对;
b.反应速率5v(NH3)消耗 =4v(N2)消耗=5 v(NH3)生成,即正逆反应速率相等,说明反应到达平衡状态,b不对;
d.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化,说明氮气的浓度不变,说明反应到达平衡状态,d不选;
e.容器内n(NO):n(NH3):n(N2):n(H2O)=6:4:5:6与起始投入量和转化率有关,不能说明反应到达平衡状态,e选
【分析】难点分析:(1)平衡图像解题技巧:对应化学反应速率图像和化学平衡图像,应该注意下列几点:1、横轴坐标和纵坐标含义;2、曲线斜率或者趋势;3、曲线上特殊点,如起点、终点、交点和拐点等;4、根据需要运用辅助线,如等温线、等压线.
(4)判断平衡依据有:1.同正物质正逆反应速率相同,即达到平衡,2.各物质浓度或质量分数等保持不变,3.变化的物理量不再反生改变,即达到化学平衡。
10.【答案】(1)加热或搅拌或适当增大硫酸浓度
(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3)SiO2、Fe
(4)FeSO4+2NH4HCO3=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑;140
(5)NaNO2被还原为氮氧化物,污染空气
(6)还原剂消耗完,空气进入使铁再次氧化
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应方程式的配平;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)酸溶时,可通过适当增大硫酸的浓度,升高温度,粉碎硫酸渣,加速搅拌等方式加快反应速率,故答案为:加热或搅拌或适当增大硫酸浓度;
(2)还原过程中硫酸铁被还原为硫酸亚铁,反应的离子方程式为:
(3)由以上分析可知滤渣的主要成分为SiO2、Fe,故答案为:SiO2、Fe;
(4)有题中信息可知沉铁时碳酸氢铵与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁,二氧化碳,和硫酸铵,反应方程式为:
(5)NaNO2作氧化剂时,其还原产物为可能生成NO等,氮的氧化物有毒会污染空气,故答案为:NaNO2被还原为氮氧化物,污染空气;
(6)时间过长,焦炭反应完,不再有还原剂,则进入的空气会将铁重新氧化,导致金属产率下降,故答案为:还原剂消耗完,空气进入使铁再次氧化;
【分析】硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)加硫酸后,氧化铁溶于硫酸得到硫酸铁,二氧化硅不溶于硫酸,再加铁粉,将硫酸铁还原为硫酸亚铁,过滤除去二氧化硅和过量的铁粉,滤液中加碳酸氢铵,发生反应生成氢氧化亚铁沉淀,经氧化得到铁黄,根据题意解答即可。
11.【答案】(1)5d56s2
(2)2ReS2+19H2O2=2 +4 +10H++14H2O;120
(3)重结晶
(4)
(5)氢气除用作还原剂外,还需用作保护气,用于排尽装置内的空气,防止铼被氧化
(6)含R3N的有机溶剂
(7)
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】(1)Re为75号元素,其价电子排布式为5d56s2
(2)酸浸过程中ReS2转化成两种强酸,其中一种为HReO4,离子方程式为2ReS2+19H2O2=2+4+10H++14H2O。从图中可知,将铼渣粉碎至120目时,其浸出率可达95%,矿样粒度大于120目时,铼浸出率基本不变,则将铼渣粉碎至120目;
(3)已知高铼酸铵微溶于冷水,易溶于热水,则提纯粗高铼酸铵固体的方法为重结晶法;
(4)高铼酸铵热分解生成Re2O7,化学方程式为
(5)氢气除用作还原剂外,还需用作保护气,用于排尽装置内的空气,防止铼被氧化,则氢气的用量始终要大于理论计算值;
(6)由分析可知,整个工艺流程中可循环利用的物质有硫酸、NH3和含R3N的有机溶剂;
(7)一个铼晶胞中含有铼原子2个,该晶胞的体积为2×c,则金属铼的密度表达式为=
【分析】工业上用富铼渣(含ReS2)制得铼粉,向富铼渣(含ReS2)中加入稀硫酸和H2O2溶液,发生氧化还原反应生成HReO4和H2SO4,过滤得到滤渣和含有HReO4和H2SO4的滤液;向滤液中加入含R3N的有机溶液萃取,分液得到可以循环使用的稀硫酸和R3N HReO4溶液;向R3N HReO4溶液中加入氨水充分反应后,分液得到可以循环使用的含R3N的有机溶液和高铼酸铵溶液;高铼酸铵溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到高铼酸铵晶体;高铼酸铵晶体受热分解生成可以循环使用的NH3和Re2O7;再用H2热还原Re2O7生成铼粉。