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- 2021-05-14 发布
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2015·全国卷Ⅱ(化学)
7.D1、M4[2015·全国卷Ⅱ] 食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法错误的是( )
A.硅胶可用作食品干燥剂
B.P2O5不可用作食品干燥剂
C.六水氯化钙可用作食品干燥剂
D.加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂
7.C [解析] 硅胶无毒能吸水,可用作食品干燥剂,A项正确;P2O5吸水后生成的磷酸有腐蚀性,不能用作食品干燥剂,B项正确;六水氯化钙几乎没有吸水性,不能用作食品干燥剂,C项错误;具有吸水性的植物纤维无毒,可用作食品干燥剂,D项正确。
8.I2、I4、L6[2015·全国卷Ⅱ] 某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,该羧酸的分子式为( )
A.C14H18O5 B.C14H16O4
C.C16H22O5 D.C16H20O5
8.A [解析] 1 mol该酯完全水解生成2 mol CH3CH2OH,即1 mol酯水解消耗2 mol H2O,根据酯水解反应化学方程式C18H26O5+2H2O―→羧酸+2CH3CH2OH,由原子守恒可确定羧酸的分子式为C14H18O5。
9.E2、E3、E5[2015·全国卷Ⅱ] 原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
9.B [解析] 根据a-与氦具有相同电子层结构可确定a为H,结合b、c次外层均为8个电子,且最外层电子数分别为6和7,可确定b、c分别为S和Cl,因c-和d+的电子层结构相同,可确定d为K。根据元素在周期表中位置确定元素的非金属性c>b>a,A项正确;H与K形成的KH是离子化合物,B项错误;K与S、Cl、H均形成离子化合物,C项正确;H的最高价和最低价分别为+1和-1、S的最高价和最低价分别为+6和-2、Cl的最高价和最低价分别为+7和-1,它们的代数和分别为0、4、6,D项正确。
10.A1、A4[2015·全国卷Ⅱ] NA代表阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO和CO离子数之和为0.1NA
C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA
D.235 g核素U发生裂变反应:U+n Sr+Xe+10n,净产生的中子(n)数为10NA
10.C [解析] 1个丙醇分子中含有11个共价键, 60 g丙醇为1 mol,其中含11 mol共价键,A项错误;HCO在溶液中既存在电离平衡,又存在水解平衡,HCO水解生成H2CO3,即溶液中HCO与CO之和小于0.1 mol,B项错误;23 g Na完全反应,无论生成Na2O还是Na2O2,钠元素的化合价均由0→+1,均转移1 mol电子,C项正确;根据裂变反应可知235 g该核素发生反应,净产生的中子数为9NA,D项错误。
11.I2、I4[2015·全国卷Ⅱ] 分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
11.B [解析] 能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体,则该物质属于羧酸类。符合条件的结构有CH3CH2CH2CH2COOH、CH3CH2CH(CH3)COOH、(CH3)2CHCH2COOH和(CH3)3CCOOH四种。
12.D2、O2[2015·全国卷Ⅱ] 海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
图0
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
12.C [解析] Cl2能将苦卤中的Br-氧化为Br2,A项正确;粗盐中含有泥沙等难溶物,可过滤除去,再通过重结晶等操作可实现粗盐提纯,B项正确;NaOH成本较高,一般不作为沉淀剂,可用CaO等廉价物质作沉淀剂,C项错误;D项富集溴的方法原理正确。
13.J4、J5[2015·全国卷Ⅱ] 用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )
图0
选项
①中物质
②中物质
预测②中的现象
A
稀盐酸
碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液
立即产生气泡
B
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
产生红棕色气体
C
氯化铝溶液
浓氢氧化钠溶液
产生大量白色沉淀
D
草酸溶液
高锰酸钾酸性溶液
溶液逐渐褪色
13.D [解析] 稀盐酸先和②中的NaOH反应,然后再与Na2CO3反应,不会立即产生气体,A项错误;Al片遇到浓HNO3表面钝化,不会产生气体,B项错误;AlCl3溶液滴入NaOH溶液中,开始时NaOH溶液过量,不会出现白色沉淀,随着不断反应,后来出现白色沉淀,C项错误;草酸溶液具有还原性,能被酸性KMnO4溶液氧化,使KMnO4溶液褪色,D项正确。
26.F3、H5、J2[2015·全国卷Ⅱ] 酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:
溶解度/(g/100 g水)
温度/℃
化合物
0
20
40
60
80
100
NH4Cl
29.3
37.2
45.8
55.3
65.6
77.3
ZnCl2
343
395
452
488
541
614
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10-17
10-17
10-39
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为________________________,电池反应的离子方程式为________________________。
(2)维持电流强度为0.5 A,电池工作5分钟,理论上消耗锌________g。(已知F=96 500 C·mol-1)
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过______________________分离回收;滤渣的主要成分是MnO2、______和______,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法为__________,其原理是__________________________________。
(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为________,加碱调节至pH为________时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为________时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 mol·L-1)。若上述过程不加H2O2,后果是________________________,原因是__________________________________________。
26.(1)MnO2+H++e-===MnOOH
2MnO2+Zn+2H+===2MnOOH+Zn2+
(注:式中Zn2+可写为Zn(NH3)、Zn(NH3)2Cl2等,H+可写为NH)
(2)0.05
(3)加热浓缩、冷却结晶 碳粉 MnOOH 空气中加热 碳粉转变为CO2,MnOOH氧化为MnO2
(4)Fe3+ 2.7 6 Zn2+和Fe2+分离不开 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
[解析] (1)MnO2在正极发生还原反应,且H+参与正极反应生成MnOOH,结合负极反应式Zn-2e-===Zn2+,可写出总反应的离子方程式。(2)Q=It=0.5 A×300 s=150 C,则需消耗Zn的质量为:m(Zn)=×M(Zn)÷2=×65 g·mol-1÷2=0.05 g。(3)ZnCl2和NH4Cl溶解度相差较大,可通过加热浓缩、冷却结晶的方法分离回收。过滤得到的滤渣主要是MnO2、碳粉和MnOOH,要从中得到较纯的MnO2,可在空气中对滤渣进行加热,加热时碳粉转化为CO2,且MnOOH能在空气中氧化为MnO2,除去了杂质碳粉和MnOOH。(4)Fe在酸性条件下被H2O2氧化为Fe3+。根据Fe(OH)3的Ksp和刚好完全沉淀时c(Fe3+)=1×10-5mol/L,有1×10-5×c3(OH-)=10-39,可求得c(OH-)约为1×10-11.3mol/L,则溶液中c(H+)=1×10-2.7mol/L,溶液的pH为2.7。同理,根据Zn(OH)2的Ksp和Zn2+开始沉淀时c(Zn2+)=0.1 mol/L,有0.1×c2(OH-)=10-17,可求得c(OH-)=1×10-8mol/L,对应溶液pH=6。若除铁时不加入H2O2,得到的溶液中同时含有Zn2+和Fe2+,由于Zn(OH)2和Fe(OH)2二者的Ksp相近,很难分离Zn2+和Fe2+。
27.F1、F2、G2、G3[2015·全国卷Ⅱ] 甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H—H
C—O
C≡O
H—O
C—H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1076
465
413`
由此计算ΔH1=________kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=________kJ·mol-1。
(2)反应①的化学平衡常数K表达式为____________;图(a)中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母),其判断理由是______________________________________________________。
(a)
(b)
图0
(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图(b)所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”),其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________;图(b)中的压强由大到小为________,其判断理由是____________________________________________。
27.(1)-99 +41
(2)K=[或Kp=] a 反应①为放热反应,平衡常数数值应随温度升高而变小
(3)减小 反应①为放热反应,升高温度时,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,升高温度时,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低 p3>p2>p1 相同温度下,由于反应①
为气体分数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高
[解析] (1)根据反应热=断开旧键吸收的总能量-形成新键释放的总能量,ΔH1=(1076+436×2)kJ·mol-1-(413×3+343+465)kJ·mol-1=-99 kJ·mol-1。②式-③式可得①式,故ΔH2-ΔH3=ΔH1,ΔH3=-58 kJ·mol-1-(-99 kJ·mol-1)=41 kJ·mol-1。(2)反应①为放热反应,温度升高平衡逆向移动,平衡常数K减小,a曲线正确。
28.B1、B3、F4、J4[2015·全国卷Ⅱ] 二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
NH4Cl溶液盐酸H2NaClO2溶液ClO2溶液XNH3
①电解时发生反应的化学方程式为____________________________________________________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有___________________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。
a.水 b.碱石灰
c.浓硫酸 d.饱和食盐水
(3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
图0
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
Ⅴ.用0.100 0 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O===2I-+S4O),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________________________________________________。
②玻璃液封装置的作用是________________________。
③Ⅴ
中加入的指示剂通常为__________,滴定至终点的现象是______________________________________。
④测得混合气中ClO2的质量为________g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是______(填标号)。
a.明矾 b.碘化钾
c.盐酸 d.硫酸亚铁
28.(1)2∶1
(2)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3
②Cl-、OH- ③c
(3)①2ClO2+10I-+8H+===5I2+4H2O+2Cl-
②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)
③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变
④0.027 00
(4)d
[解析] (1)根据反应前后KClO3、Na2SO3中氯和硫元素的化合价变化和氧化还原反应中升降价数相等,反应中KClO3、Na2SO3分别作氧化剂和还原剂,二者的物质的量比为2∶1。(2)①根据图示可知电解时NH4Cl与盐酸反应生成H2和NCl3,根据化合价变化可写出化学方程式为NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3。②NaClO2与NCl3在溶液中发生氧化还原反应,即6NaClO2+NCl3+3H2O===6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH,即X中含有的阴离子是Cl-和OH-。③可用浓硫酸吸收NH3,其他物质均能与ClO2反应。(3)①在酸性条件下ClO2将I-氧化为单质I2,同时本身被还原成Cl-。②玻璃液封装置能吸收残余的ClO2气体,且能避免碘蒸气逸出。③可用淀粉溶液作指示剂,I2遇淀粉溶液呈蓝色,当I2恰好完全反应时,溶液中蓝色褪去,且保持30 s内溶液颜色不再发生变化。④根据①和Ⅴ中化学方程式可得到关系式2ClO2~5I2~10Na2S2O3,结合滴定中消耗0.100 0 mol·L-1Na2S2O3溶液20.00 mL,可求出ClO2的质量为0.027 00 g。(4)亚氯酸盐具有氧化性,宜用FeSO4除去。KI和盐酸与其反应分别生成I2和Cl2,不符合饮用水的标准。
36.O3、O5[2015·全国卷Ⅱ] [化学——选修2:化学与技术] 苯酚和丙酮都是重要的化工原料,工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮,其反应和工艺流程示意图如下:
①+O2OOH
异丙苯 异丙苯过氧化氢
ΔH=-116 kJ·mol-1
②OOHOH+CH3COCH3
苯酚 丙酮
ΔH=-253 kJ·mol-1
相关化合物的物理常数
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
异丙苯
120
0.864 0
153
丙酮
58
0.789 8
56.5
苯酚
94
1.072 2
182
回答下列问题:
(1)在反应器A中通入的X是________。
(2)反应①和②分别在装置________和________中进行(填装置符号)。
(3)在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸,其作用是____________________,优点是用量少,缺点是______________________。
(4)反应②为________(填“放热”或“吸热”)反应。反应温度应控制在50~60 ℃,温度过高的安全隐患是____________。
(5)中和釜D中加入的Z最适宜的是________(填标号。已知苯酚是一种弱酸)。
a.NaOH b.CaCO3 c.NaHCO3 d.CaO
(6)蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为________和________,判断的依据是______________________________。
(7)用该方法合成苯酚和丙酮的优点是______________。
36.(1)O2(或空气)
(2)A C
(3)催化剂(提高反应速率) 腐蚀设备
(4)放热 可能会导致(过氧化物)爆炸
(5)c
(6)丙酮 苯酚 丙酮的沸点低于苯酚
(7)原子利用率高
[解析] (1)结合题中反应可知反应器A中通入的X为O2或空气。(2)结合流程可知①②反应分别在A和C中完成。②反应需在酸性条件下进行,而(3)在C中加入浓硫酸,由此可说明反应②在C中进行。(3)加入C中的浓硫酸起到催化剂作用,可以加快异丙苯过氧化氢分解反应的速率,但浓硫酸可能导致设备腐蚀。(4)反应②ΔH<0,为放热反应,温度过高,反应速率太快可能会发生爆炸等危险。(5)中合釜中加入Z是为了中和硫酸,NaOH能与苯酚反应,a项错误;CaCO3、CaO与硫酸反应生成微溶物CaSO4覆盖在固体表面,阻止了与硫酸的进一步反应,导致除酸不彻底,b、d项错误;NaHCO3能与硫酸反应而不与苯酚反应,c项正确。(6)蒸馏时先蒸馏出沸点比较低的丙酮,然后再蒸馏出沸点较高的苯酚。(7)结合反应①②可知该合成工艺中所有原子完全转化为生成物,即反应中原子利用率为100%。
37.N1、N3、N4[2015·全国卷Ⅱ] [化学——选修3:物质结构与性质] A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是________(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是______(填分子式),原因是__________________________________________;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E,E的立体构型为______________,中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)化合物D2A的立体构型为________,中心原子的价层电子对数为________,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为____________________________________________________________________。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm,F的化学式为________;晶胞中A原子的配位数为________;列式计算晶体F的密度(g·cm-3 )________________________________。
图0
37.(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体 离子晶体
(3)三角锥形 sp3
(4)V形 4
2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3===Cl2O+CO2+2NaCl)
(5)Na2O 8 =2.27 g·cm-3
[解析] 根据题中信息可确定A、B、C、D分别为O、Na、P和Cl。(1)电负性最大的元素即非金属性最强的元素,即O的电负性最大。根据P原子的结构示意图可写出核外电子排布式。(2)由于相对分子质量O3>O2,故O3沸点较高;H2O和NaH的晶体分别为分子晶体和离子晶体。(3)PCl3中含有3个成键电子对和1个孤对电子,价层电子对数为4对,即空间结构为三角锥形,中心原子P原子为sp3杂化。(4)根据价层电子对互斥理论可知Cl2O分子中孤对电子对数为2,即Cl2O为V形分子,价层电子对数为4。(5)该晶胞中两原子个数分别为×8+×6=4和8,即F的化学式为Na2O,位于晶胞顶点和面心的原子为O,而晶胞内部的原子为Na,O原子周围有8个等距离的Na原子,即O原子配位数为8。根据(0.566×10-7cm)3ρ=×62 g·mol-1可求出ρ。
38.K4、L1、L7、M3[2015·全国卷Ⅱ] [化学—选修5:有机化学基础] 聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下:
KPPGK
已知:
①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢
②化合物B为单氯代烃;化合物C的分子式为C5H8
③E、F为相对分子质量相差14的同系物,F是福尔马林的溶质
④R1CHO+R2CH2CHOCHR1HOCHR2CHO
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________。
(2)由B生成C的化学方程式为______________________________________________。
(3)由E和F生成G的反应类型为________________,G的化学名称为________________。
(4)①由D和H生成PPG的化学方程式为 ________________________________________________________;②若PPG平均相对分子质量为10 000,则其平均聚合度约为________(填标号)。
a.48 b.58 c.76 d.102
(5)D的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构)。
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
②既能发生银镜反应,又能发生皂化反应
其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为6∶1∶1的是______________(写结构简式)。
D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是________(填标号)。
a.质谱仪 b.红外光谱仪
c.元素分析仪 d.核磁共振仪
38.(1)
(2)+NaOH+NaCl+H2O
(3)加成反应 3羟基丙醛(或β羟基丙醛)
(4)①nHOOCCOOH+nHOOHHO—CO(CH2)3COO(CH2)3On—H+(2n-1)H2O ②b
(5)5 COCHOCH3H3CCOOH c
[解析] (1)根据信息①可知A为。(2)与Cl2发生取代反应生成,在NaOH乙醇溶液加热时生成。(3)结合信息④可知E和F的反应为加成反应,生成的G为HOCH2CH2CHO。(4)被酸性KMnO4溶液氧化为HOOCCOOH,G与H2加成得到HOOH,二者发生缩聚反应生成PPG和H2O。根据链节的式量为172,可求出该聚合物的聚合度为10 000÷172≈58。(5)D的同分异构体中含羧基、酯基和醛基,根据D的分子式可确定该同分异构体只能为含有羧基的甲酸酯,符合条件的结构有5种,即HCOOCH(CH3)CH2COOH、HCOOCH2CH(CH3)COOH、HCOOC(CH3)2COOH和HCOOCH(C2H5)COOH。符合峰面积比为6∶1∶1的是COCHOCH3H3CCOOH。同分异构体的结构不同,质谱仪上的信号不完全相同,a错误;结构不同,官能团或结构信息不同,b错误;同分异构体所含元素均相同,c正确;结构不同,分子中的氢原子所处的环境也不同,d错误。