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- 2021-07-05 发布
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保山一中2018—2019学年下学期高二年级期末考试化学试卷
相对原子质量:H 1 O 16 C 12 N 14 Cl 35.5 Br 80
第Ⅰ卷(选择题,40分)
一、选择题:(本大题共20小题,每题2分,共40分;在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)。
1.已知化合物A(C4Si4H8)与立方烷(C8H8)的分子结构相似,如下图:
则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为:
A. 6 B. 5 C. 4 D. 3
【答案】C
【解析】
试题分析:化合物A中含有两种不同环境的H原子,分别为与碳原子和硅原子连接,所以其二氯代物的同分异构体分别为:或或或共4种。
考点:物质的结构、同分异构体。
2. 下列化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是:
A. 甲苯 B. 硝基苯 C. 2-甲基丙烯 D. 2-甲基丙烷
【答案】D
【解析】
【分析】
在有机分子结构中,与苯环、碳碳双键直接相连的碳原子是在官能团所在的平面,据此分析解答。
【详解】A项,苯环上的六个碳原子一定共面,甲基上的碳原子可以与之处于同一个平面,故A项正确;
B项,硝基苯上的苯环的碳原子共平面,故B项正确;
C项,碳碳双键上的两个碳处于一个平面上,且不可扭转,2个甲基上的碳原子可以与之共面,故C项正确;
D项,2-甲基丙烷是饱和烷烃,碳原子具有四面体的结构,不可能处于一个平面,故D项错误。
答案选D。
3. 下列关于有机化合物的说法正确的是
A. 乙酸和乙酸乙酯可用Na2CO3溶液加以区别
B. 戊烷(C5H12)有两种同分异构体
C. 乙烯、聚氯乙烯和苯分子均含有碳碳双键
D. 糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应
【答案】A
【解析】
A、乙酸可以和碳酸钠反应,产生气泡,而乙酸乙酯分层,正确;B、戊烷有三种同分异构体,错误;C、聚乙烯中没有双键,苯是一种介于单键和双键间特殊的化学键,错误;D、糖类分为单糖、二糖、多糖,单糖不能水解,错误。
【考点定位】考查有机化合物的鉴别、性质等相关知识。
4. 香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如下:
下列有关香叶醇的叙述正确的是( )
A. 香叶醇的分子式为C10H18O
B. 不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 能发生加成反应不能发生取代反应
【答案】A
【解析】
【详解】A项,1个香叶醇分子中含10个C、18个H和1个O,香叶醇的分子式为C10H18O,A正确;
B项,香叶醇中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,B错误;
C项,香叶醇中含有碳碳双键和醇羟基,能被高锰酸钾溶液氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D项,香叶醇中含有醇羟基,能发生取代反应, D错误;
答案选A。
5.下列化合物中,核磁共振氢谱只出现三组峰且峰面积之比为3∶2∶2的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【分析】
核磁共振氢谱只出现三组峰,说明有机物含有三种H原子,峰面积之比为3:2:2说明分子中三种H原子数目之比为3:2:2,结合分子中等效氢判断,分子中等效氢原子一般有如下情况:①分子中同一甲基上连接的氢原子等效.②同一碳原子所连甲基上的氢原子等效.③处于镜面对称位置(相当于平面成像时,物与像的关系)上的氢原子等效.
【详解】A、分子中有3种H原子,分别处于甲基上、环上甲基邻位、苯环甲基间位,三者H原子数目之比为3:2:2,故A符合;
B、分子高度对称,分子中有2种H原子,分别处于甲基上、苯环上,二者H原子数目之比为6:2,故B不符合;
C、分子中有2种H原子,分别处于甲基上、C=C双键上,二者H原子数目之比为6:2=3:1,故C不符合;
D、分子中有2种H原子,分别处于甲基上、亚甲基上,二者H原子数目之比为6:4=3:2,故D不符合;
故选:A。
6.银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器漫入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是
A. 处理过程中银器一直保持恒重
B. 银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C. 该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+A12S3
D. 黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgC1
【答案】B
【解析】
A.银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,故铝为负极,失电子,银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银,所以银器质量减小,故A错误;B.银作正极,正极上Ag2S得电子作氧化剂,在反应中被还原生成单质银,故B正确;C.Al2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3,故C错误; D.黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl,故D错误;故选B。
点睛:
【此处有视频,请去附件查看】
7. 下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是
A. 水中的钢闸门连接电源的负极 B. 金属护拦表面涂漆
C. 汽车底盘喷涂高分子膜 D. 地下钢管连接镁块
【答案】A
【解析】
【详解】A.水中的钢闸门连接电源负极,阴极上得电子被保护,所以属于使用外加电流的阴极保护法,故A正确;
B.金属护拦表面涂漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈,没有连接外加电源,故B错误;
C.汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触,从而防止金属铁防锈,没有连接外加电源,故C错误;
D.镁的活泼性大于铁,用牺牲镁块的方法来保护地下钢管而防止铁被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法,故D错误;
故选A。
8.用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使用电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的( )
A. CuSO4 B. H2O C. CuO D. Cu(OH)2
【答案】C
【解析】
【分析】
用铂电极电解CuSO4溶液,阴极铜离子放电,阳极氢氧根离子放电,然后根据析出的物质向溶液中加入它们形成的化合物即可。
【详解】CuSO4溶液存在的阴离子为:SO42-、OH-,OH-离子的放电能力大于SO42- 离子的放电能力,所以OH-离子放电生成氧气;
溶液中存在的阳离子是Cu2+、H+,Cu2+离子的放电能力大于H+离子的放电能力,所以Cu2+离子放电生成Cu;
溶液变成硫酸溶液;
电解硫酸铜的方程式为:2CuSO4+2H2O2 Cu+O2 ↑+2H2SO4,
从溶液中析出的物质是氧气和铜,因为氧气和铜和稀硫酸都不反应,但和氧化铜反应,氧气和铜反应生成氧化铜,所以向溶液中加入氧化铜即可,
故选:C。
【点睛】本题考查了电解原理,能正确判断溶液中离子的放电顺序从而确定析出的物质是解本题的关键,本题题干中应明确硫酸铜足量,否则铜完全析出后,阴极上会生成氢气,这种情况下应加入CuO和水,即Cu(OH)2。
9. 利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是
A. 电解时以精铜作阳极
B. 电解时阴极发生氧化反应
C. 粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu=Cu2++2e-
D. 电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
【答案】D
【解析】
试题分析:A、电解精炼铜时,粗铜应作阳极,精铜作阴极,故A错误;B、阳极与电池的正极相连发生氧化反应,阴极与电池的负极相连发生还原反应,故B错误;C、粗铜连接电源的正极,发生氧化反应,电极反应是Cu-2e-=Cu2+,故C错误;D、金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt,因此Ag、Pt不会放电,以单质形式沉积下来,故D正确;故选D。
【考点定位】考查电解原理
【名师点晴】本题主要考查电解原理及其应用.电化学原理是高中化学的核心考点,本题利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极,精铜作阴极;阳极与电池的正极相连发生氧化反应,阴极与电池的负极相连发生还原反应;这几种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt,因此在电解过程中Ag、Pt不会失去电子,而是形成阳极泥。
10.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13 ,Ksp(Ag2CrO4)=9×10-11。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-,浓度均为0.010mol/L,向该溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A. Cl-、Br-、CrO42- B. Br-、Cl-、CrO42-
C. CrO42-、Br-、Cl- D. Br-、CrO42-、Cl-
【答案】B
【解析】
【分析】
析出沉淀时,AgCl溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.56×10-10/0.01mol·L-1,AgBr溶液中c(Ag+)=Ksp(AgBr)/[Br-]=7.7×10-13/0.01mol·L-1,Ag2CrO4溶液中c(Ag+)= = mol·L-1,c(Ag+)越小,先生成沉淀.
【详解】析出沉淀时,AgCl溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.56×10-10/0.01mol·L-1=1.56×10-8mol·L-1;
AgBr溶液中c(Ag+)=Ksp(AgBr)/[Br-]=7.7×10-13/0.01mol·L-1=7.7×10-11mol·L-1;
Ag2CrO4溶液中c(Ag+)= = mol·L-1=3×10-5mol·L-1,c(Ag+)越小,先生成沉淀.所以种阴离子产生沉淀先后顺序为Br-、Cl-、CrO42-。
故选B。
11.常温下,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,则常温下0.02mol/L的NH4Cl的PH值为( )(lg3=0.48)
A. 4.52 B. 5.48 C. 3.48 D. 8.52
【答案】B
【解析】
【分析】
[NH3·H2O]/[NH4+][OH-]为NH3·H2O电离平衡常数的倒数,温度不变,常数不变,NH4Cl溶液中存在NH4++H2ONH3·H2O+H+,结合NH3·H2O电离平衡常数以及Kw计算。
【详解】[NH3·H2O]/[NH4+][OH-]为NH3·H2O电离平衡常数的倒数,温度不变,常数不变,已知①NH3·H2ONH4++OH-,Kb=1.8×10-5mol·L-1,②H2OH++OH-,Kw=1.0×10-14,则②-①可得NH4++H2ONH3·H2O+H+,K=1×10-14/1.8×10-5=1/1.8×10-9,则0.02mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)= = =1/3×10-5mol·L-1,pH=-lg10-5+lg3=5.48。
故选B。
12.下列离子方程式中,均属于水解反应的是( )
A. HCOOH+H2OHCOO-+H3O+ H2O +H2O H3O++OH-
B. CO2+H2O HCO3-+H+ AlO2-+HCO3-+H2O=Al (OH)3↓+CO32-
C. CO32-+H2O HCO3-+OH- AlO2-+2H2O Al (OH)3+OH-
D. HS-+H2OS2-+H3O+ Fe3++3H2O Fe(OH)3+ 3H+
【答案】C
【解析】
【分析】
弱离子水解反应的实质是:弱离子和水电离出的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的过程,水解方程式用可逆号。
【详解】A、是甲酸和水的电离方程式,故A错误;
B、CO2+H2O HCO3-+H+ 是碳酸的一级电离方程式,AlO2-+HCO3-+H2O=Al (OH)3↓+CO32-是复分解方程式,故B错误;
C、CO32-+H2O HCO3-+OH- 是碳酸的水解方程式,AlO2-+HCO3-+H2O=Al (OH)3↓+CO32-是偏铝酸根的水解方程式,故C正确;
D、HS-+H2OS2-+H3O+ 是硫氢根离子的电离方程式,Fe3++3H2O Fe(OH)3+ 3H+是铁离子水解的方程式,故D错误;
故选C
【点睛】本题考查学生水解方程式的书写和水解原理知识,易错点D,要将H3O+ 变成H2O 和H+,HS-+H2OS2-+H3O+ 是硫氢根离子的电离方程式。
13.草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,下列关系正确的是( )
A. c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
B. c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1 mol·L-1
C. c(C2O42-)<c(H2C2O4)
D. c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)
【答案】A
【解析】
【分析】
草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,溶液中存在电荷守恒和物料守恒,据此分析解答。
【详解】A、根据物料守恒得c (K+)=c (H2C2O4)+c (HC2O4-)+c (C2O42-),故A正确;
B、HC2O4-能水解和电离,所以溶液中含有H2C2O4、C2O42-,但水解和电离程度较小,则溶液中还存在大量HC2O4-,根据物料守恒得c (H2C2O4)+c (HC2O4-)+c (C2O42-)=0.1mol·L-1,故B错误;
C、草酸氢钾溶液呈酸性,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,所以c (C2O42-)>c (H2C2O4),故C错误;
D、溶液呈电中性,溶液中阴阳离子所带电荷相等,根据电荷守恒得c (K+)+c(H+)=c (HC2O4-)+c (OH-)+2c (C2O42-),故D错误;
故选A。
【点睛】解题关键:明确溶液中溶质的性质再结合守恒思想,易错点B,写物料守恒时,要将粒子的各种形态写全。
14.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经过多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H < 0,反应到达平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A. 增加压强 B. 降低温度或增大H2O(g)的浓度
C. 增大CO的浓度 D. 更换催化剂
【答案】B
【解析】
【分析】
提高CO的转化率可以使平衡正向进行,根据化学平衡移动原理来回答判断.
【详解】A、增加压强,该平衡不会发生移动,故A错误;
B、降低温度,化学平衡向着放热方向即正向进行,或增大H2O(g)的浓度,平衡正向进行,故B正确;
C、增大CO的浓度,化学平衡向着正方向进行,但是一氧化碳的转化率降低,故C错误;
D、催化剂不会引起化学平衡的移动,故D错误。
故选B。
15.在一定温度下,将气体X和气体Y 各0.16 mol充入10 L 恒容密闭容器中,发生反应X(g)+ Y(g)2Z(g) △H < 0,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表
t / min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是( )
A. 反应前2min平均速率v(Z)=2.010—3 mol/(L·min)
B. 其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
C. 该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D. 其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大
【答案】C
【解析】
【分析】
A.前2min内v(Y)=(0.16-0.10)mol÷10L÷2min=2.0×10-3 mol/(L·min),同一可逆反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,据此计算v(Z);
B、该反应的正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动;
C、反应到7min时,该反应达到平衡状态,根据方程式知,平衡时c(X)=c(Y)=0.10/10mol·L-1=0.01mol·L-1,c(Z)=(0.16-0.10)/10mol·L-1×2=0.012mol·L-1,化学平衡常数K=c2(Z)/[c(X)·c(Y)];
D、通入0.2 mol Z,等效为在原平衡基础上增大压强,反应前后气体的体积不变,平衡不移动。
【详解】A.前2min内v(Y)=(0.16-0.10)mol÷10L÷2min=2.0×10-3 mol/(L·min),同一可逆反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,则v(Z)=2v(X)=4.0×10-3 mol/(L·min),故A错误;
B、该反应的正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,则反应达到新平衡前v(逆)<v(正),故B错误;
C、反应到7min时,该反应达到平衡状态,根据方程式知,平衡时c(X)=c(Y)=0.10/10mol·L-1=0.01mol·L-1,c(Z)=(0.16-0.10)/10mol·L-1×2=0.012mol·L-1
,化学平衡常数K=c2(Z)/[c(X)·c(Y)]=(0.012×0.012)/(0.01×0.01)=1.44,故C正确;
D、通入0.2 mol Z,等效为在原平衡基础上增大压强,反应前后气体的体积不变,平衡不移动,则平衡时X的体积分数不变,故D错误;
故选C。
【点睛】本题考查化学平衡有关计算,考查平衡常数计算、反应速率计算、平衡影响因素等知识点,易错选项是D,注意:该反应前后气体计量数之和不变导致压强不影响平衡移动。
16.对可逆反应4NH3(g)+ 5O2(g)4NO(g)+ 6H2O(g),下列叙述正确的是
A. 达到化学平衡时,4υ正(O2)= 5υ逆(NO)
B. 若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3 ,则反应达到平衡状态
C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减少,逆反应速率增大
D. 化学反应速率关系是:2υ正(NH3)= 3υ正(H2O)
【答案】B
【解析】
当用不同物质表示的正、逆速率比=方程式中的化学计量系数比时,为平衡状态,故A正确;
B中用NO、NH3均表示正向速率,则不能判定是否达平衡状态,故错误;
增加容器体积,则各物质浓度均减小,故正、逆反应速率均减小,故C错误;
v正(NH3):v正(H2O)=4:6=2:3,即:3v正(NH3)=2v正(H2O),故D错误;
17.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-55.6 kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )
A. -67.7 kJ·mol-1 B. -43.5 kJ·mol-1
C. +43.5 kJ·mol-1 D. +67.7 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】反应的热化学方程式分别为:
HCN(aq)+OH-(aq)═CN-(aq)+H2O(l)△H=-12.1kJ•mol-1…①
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-55.6kJ•mol-1…②
HCN电离方程式为,HCNH++CN-,用①-②可得HCN电离的热化学方程式为:
HCN(aq)H+(aq)+CN-(aq)△H=-12.1kJ•mol-1-(-55.6kJ•mol-1)=+43.5kJ•mol-1,
答案选C。
18.已知1.2 g C(石墨)不完全燃烧生成CO,放出11.1 kJ热量,CO继续燃烧又放出28.3 kJ热量。则能表示C(石墨)燃烧热的热化学方程式为( )
A. C(石墨 s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-11.1kJ·mol-1
B. C(石墨 s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-111kJ·mol-1
C. C(石墨 s)+O2(g)=CO2(g);△H=-394kJ·mol-1
D. C(石墨 s)+O2(g)=CO2(g);△H=-283kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【分析】
根据燃烧热的概念:在25摄氏度,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热.如反应物中C→CO2,H2→H2O(液).根据题目的信息可知,1.2g C(石墨)完全燃烧放热39.4KJ,从而能得出1 molC完全燃烧放出的394kJ,即得出燃烧热的热化学方程式.
【详解】A、石墨没有完全燃烧,不符合燃烧热的定义,故A错误;
B、石墨没有完全燃烧,不符合燃烧热的定义,故B错误;
C、由上述分析可知,C(石墨)燃烧热的热化学方程式应为:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ·mol-1,故C正确;
D、反应热△H的值计算错误,故D错误;
故选:C。
19.已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s);ΔH=-348.3kJ/mol,(2)2Ag(s)+1/2 O2(g)= Ag2O(s);ΔH=-31.0kJ/mol,则Zn(s)+ Ag2O(s)== ZnO(s)+ 2Ag(s)的ΔH等于 ( )
A. -317.3kJ/mol B. -379.3kJ/mol C. -332.8 kJ/mol D. +317.3 kJ/mol
【答案】A
【解析】
考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知(1)-(2)即得到Zn(s)+ Ag2O(s) ="=" ZnO(s) +
2Ag(s) ,所以ΔH=-348.3kJ/mol+31.0kJ/mol=-317.3kJ/mol ,答案选A。
20.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)。达到平衡时,c(H2)=0.5 mol·L-1,c(HI)=4 mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为( )
A. 9 B. 16 C. 20 D. 25
【答案】C
【解析】
【详解】①NH4I(s)⇌NH3(g)+HI(g);②2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)反应达到平衡时,c(H2)=0.5mol.L-1,消耗c(HI)=0.5mol.L-1×2=1mol/L,则反应①过程中生成的c(HI)=1mol/L+4mol/L=5mol/L,生成的c(NH3)=c(HI)=5mol/L,平衡常数计算中所用的浓度为各物质平衡时的浓度,则此温度下反应①的平衡常数为K=c(NH3)×c(HI)=5mol/L×4mol/L=20mol2/L2,所以C正确。
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题,60分)
二、非选择题:
21.香豆素是一种天然香料,存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得:
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去):
已知以下信息:
①A中有五种不同化学环境的氢;
②B可与FeCl3溶液发生显色反应;
③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定,易脱水形成羰基。
请回答下列问题:
(1)香豆素的分子式为____________;
(2)由甲苯生成A的反应类型为________,A的化学名称为________;
(3)由B生成C的化学反应方程式为____________;
(4)B的同分异构体中含有苯环的还有________种,其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有________种;
(5)D的同分异构体中含有苯环的还有________种,其中:
①既能发生银镜反应,又能发生水解反应的是____________(写结构简式);
②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是____________(写结构简式)。
【答案】 (1). C9H6O2 (2). 取代反应 (3). 2-氯甲苯(邻氯甲苯) (4). +2Cl2 +2HCl (5). 4 (6). 2 (7). 4 (8). (9).
【解析】
【分析】
甲苯在催化作用下取代生成A,A中有五种不同化学环境的氢,应为,B可与FeCl3溶液发生显色反应,说明B中含有酚羟基,B为,对比B、C的分子式可知B在光照条件下发生取代生成C为,D的结构简式是,结合物质的结构和性质可解答该题.
【详解】(1)香豆素的分子式为C9H6O2;
(2)甲苯与氯气反应生成邻氯甲苯的反应类型为取代反应,可以看作是一个氯原子取代一个氢原子,由以上分析可知A为,名称为邻氯甲苯;
(3)B可与FeCl3溶液发生显色反应,说明B中含有酚羟基.在光照条件下,甲基上的两个氢原子被取代,方程式为+2Cl2 +2HCl ;
(4)分子式为C7H8O且含苯环的物质除邻甲基苯酚外,还有间甲基苯酚、对甲基苯酚、苯甲醚、苯甲醇4种,核磁共振氢谱中只出现四组峰,则有4种H,只有对甲基苯酚、苯甲醚符合,则有2种;
(5)D的结构简式是,若不改变取代基的种类和个数,有对羟基苯甲醛和间羟基苯甲醛两种;若只有一个取代基可以是,也可是,其中既能发生银境反应又能发生水解反应为,能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是。
【点睛】根据有机物官能团的变化判断有机物的结构简式、反应类型等,易错点为(5)同分异构体的判断,注意结构决定性质,由性质推测结构。
22.
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2
,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是 ,电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ;
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为
(法拉第常数F=9.65×l04C.mol-1,列式计算),最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。
【答案】:(1)O2+2H2O +4e—=4OH—,CH4+10OH--8e—=CO32-+ 7H2O;(2)H2;2NaCl+2H2O2NaOH+ H2↑+ Cl2↑;(3)(1L/22.4L.mol-1)×8×9.65× 104C.mol-1 =3.45×104C;4。
【解析】
试题分析:(1)碱性条件下甲烷燃料电池正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,负极的电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
(2)a极是阳极,b极是阴极,所以b电极上氢离子得电子,得到的是H2,电解饱和氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中产生氢氧化钠,所以电池反应式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)根据的负极反应式,通入1mol甲烷时失电子8mol,总电量为8×96500C,由于图中的两个电池是串联,故可知线路上转移的电子与一个燃料电池时相同,若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),物质的量为1/22.4mol,反应完全,则理论上通过电解池的电量为:(1L/22.4L.mol-1)×8×9.65×104C · mol-1=3.45×104C;最多能产生的氯气体积为4L。
考点:燃料电池,电极反应
【此处有视频,请去附件查看】
23.反应A(g) B(g) +C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050mol/L
。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题:
(1)上述反应的温度T1____ T2,平衡常数K(T1)____K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:
①平衡时体系总的物质的量为________。
②反应的平衡常数K=_______。
③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=________。
(3)已知1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为______。
(4)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:(t-BuNO)2 2(t-BuNO) ΔH = 50.5 kJ·mol-1。该反应的ΔS_____0(填“>”、“<”或“=”)。在______填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
【答案】 (1). 小于 (2). 小于 (3). 0.085mol (4). 0.082mol/L (5). 0.007mol/(L·min) (6). 4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g) △H=-3408kJ/mol (7). > (8). 较高
【解析】
【分析】
(1)温度越高达平衡所需时间越短;
(2)列出三段式: A(g)B(g)+C(g)
起始(mol·L-1)0.050 0 0
变化(mol·L-1)0.035 0.035 0.035
平衡(mol·L-1)0.015 0.035 0.035
以此计算相关物理量.
(3)根据1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,算出4molFeS2完全燃烧放出的热量,写出热化学反应方程式;
(4)根据(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 分子数变多,ΔS>0,根据△G=△H-T△S<0,△H>0,较高温度下有利于该反应自发进行。
【详解】(1)温度越高,反应速率越大,由图可知T2先达平衡状态,说明反应速率较大,则
T1小于T2;
(2)列出三段式: A(g)B(g)+C(g)
起始(mol·L-1)0.050 0 0
变化(mol·L-1)0.035 0.035 0.035
平衡(mol·L-1)0.015 0.035 0.035
①平衡时体系总的物质的量为=(0.015+0.035+0.035)mol·L-1×1.0L=0.085mol;
②反应的平衡常数K=0.035×0.035/0.015 =0.082mol·L-1;
③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=0.035mol·L-1/5min=0.007mol/(L·min).
(3)根据1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,算出4molFeS2完全燃烧放出的热量,7.1kJ×4×1g/120g·mol-1=3408kJ,FeS2燃烧反应的热化学方程式为:4FeS2(s)+11O2(g) 2Fe2O3(s)+8SO2(g) △H=-3408kJ·mol-1;
(4)根据(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 分子数变多,ΔS>0,根据△G=△H-T△S<0,△H>0,较高温度下有利于该反应自发进行。
24.实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4 NH4++6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+ [滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与 l mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸,某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤I 称取样品1.500g。
步骤II 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤III 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1-2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤III填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数______ (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察____________
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由_______色,且_____________。
(2)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol·L-1则该样品中氮的质量分数为______
(3)实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:
甲基橙:3.1~4.4 石蕊:5.0~8.0 酚酞:8.2~10.0
用0.1000mol/LNaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是__________。
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂
(4)在25 ℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为_________。已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10—11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10—20。
(5)在25 ℃下,将a mol·L—1的氨水与0.01 mol·L—1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl—),则溶液显_______性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=_______。
【答案】 (1). 偏高 ② ③ ④ (2). 无影响 (3). B (4). 无色变成粉红(或浅红) (5). 半分钟后溶液颜色无新变化则表示已达滴定终点 (6). 18.85% (7). D (8). Cu(OH)2 (9). Cu2++2NH3·H2O====Cu(OH)2↓+2NH4+ (10). 中 (11).
【解析】
【分析】
(1)①滴定管中未用标准液润洗,直接加入标准液会稀释溶液浓度减小;
②锥形瓶内水对滴定结果无影响;
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察锥形瓶中溶液的颜色变化,以判定滴定终点;
④如溶液颜色发生变化,且半分钟内不褪色为滴定终点;
(2)依据滴定前后消耗氢氧化钠溶液体积的平均值,结合4NH4++6HCHO═4H++(CH2)6N4+6H2O、H++OH-=H2O计算.
(3)根据盐类的水解考虑溶液的酸碱性,然后根据指示剂的变色范围与酸碱中和后的越接近越好,且变色明显(终点变为红色),溶液颜色的变化由浅到深容易观察,而由深变浅则不易观察;
(4)根据难溶物的溶度积常数判断先沉淀的物质,溶度积常数越小,越先沉淀;
(5)在25℃下,平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.005mol·L-1,根据物料守恒得c(NH3·H2O)=(0.5a-0.005)mol·L-1,根据电荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1,溶液呈中性,NH3·H2O的电离常数Kb=c(OH-)c(NH4+)/c(NH3·H2O)。
【详解】(1)①滴定管中未用标准液润洗,直接加入标准液会稀释溶液浓度减小,消耗标准液体积增大,氢离子物质的量增大,4NH4++6HCHO═4H++(CH2)6N4+6H2O,反应可知测定氮元素含量偏高;
②锥形瓶内水对滴定结果无影响;
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察锥形瓶中溶液的颜色变化B;
④氢氧化钠滴定酸溶液,达到终点时,酚酞颜色变化为无色变化为红色,半分钟内不褪色;
(2)样品1.5000g,反应为4NH4++6HCHO═4H++(CH2)6N4+6H2O,消耗氢离子的物质的量和氮元素物质的量相同,依据图表数据分析可知,三次实验中消耗氢氧化钠溶液体积分别为:20.01mL、19.99mL、20.00ml,三次均有效,氢氧化钠溶液的平均体积为20.00mL,由酸碱中和反应可知,氢离子物质的量=氢氧化钠物质的量=0.1000mol·L-1×20.00ml×10-3L/ml=2.00×10-3mol,
250mL溶液中氮元素物质的量和氢离子物质的量相同,该样品中氮的质量分数为
2×10-3mol×14g·mol-1×250÷25÷1.5000g×100%=18.85%.
(3)NaOH溶液滴和CH3COOH溶液反应恰好完全时,生成了CH3COONa,CH3COONa水解溶液呈碱性,应选择碱性范围内变色的指示剂,即酚酞,故D正确;
(4)由于KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20<Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以Cu(OH)2先生成沉淀;一水合氨和铜离子反应生成氢氧化铜和氨根离子,所以离子方程式为2NH3·H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2NH4+;
(5)在25℃下,平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.005mol·L-1,根据物料守恒得c
(NH3.H2O)=(0.5a-0.005)mol·L-1,根据电荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1,溶液呈中性,NH3·H2O的电离常数Kb=c(OH-)c(NH4+)/c(NH3·H2O)=10-7×5×10-3/(0.5a-5×10-3)=。
【点睛】难点和易错点(5):根据电荷守恒确定溶液酸碱性,结合一水合氨电离平衡常数解答问题,注意二者混合后溶液体积增大一倍,物质浓度降为原来一半,为易错点。