第一學(xué)期高三化學(xué)期末考試題
化學(xué)有很多的實(shí)驗(yàn)要做，很有意思的，今天小編就給大家分享一下高三化學(xué)，大家來看看吧
高三化學(xué)上學(xué)期期末試卷
相對(duì)原子質(zhì)量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Ni-59 As-75 Zr-91
一、選擇題(本題包括13小題，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)
1.用“空氣吹出法”從海水中提取溴的工藝流程如下：
下列說法不正確的是
A. 蒸餾塔中只發(fā)生了物理變化
B. 吸收塔利用了SO2的還原性，使Br2還原成Br-
C. 在吸收塔中溴元素得到了富集
D. 吹出塔中通入水蒸氣，能減小Br2的溶解度
【答案】A
【解析】
【分析】
濃縮、酸化后的海水通入氯氣，氯氣氧化溴離子生成單質(zhì)溴，通入空氣水蒸氣吹出溴單質(zhì)，溴單質(zhì)被二氧化硫吸收再在蒸餾塔中通入氯氣氧化溴離子生成單質(zhì)溴，冷凝、精餾得到純溴。
【詳解】A、蒸餾塔中氯氣氧化溴離子生成單質(zhì)溴，蒸餾塔中不只發(fā)生了物理變化，故A錯(cuò)誤;
B、SO2中硫元素化合價(jià)升高，失電子被氧化，吸收塔利用了SO2的還原性，使Br2還原成Br-，故B正確;
C、溴離子被氧化為溴單質(zhì)，吸收塔吹出單質(zhì)被二氧化硫在吸收塔中吸收，經(jīng)過吸收塔后，溴元素得到了富集，故C正確;
D、吹出塔中通入水蒸氣，溫度升高，能減小Br2的溶解度，故D正確;
故選A。
2.有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)如右圖所示，下列說法中正確的是
A. 有機(jī)物A易溶于水
B. 有機(jī)物A在銅的催化下與O2反應(yīng)生成醛
C. 1molA最多能與4molH2發(fā)生加成反應(yīng)
D. 在酸性條件下，有機(jī)物A水解形成一種有機(jī)物
【答案】D
【解析】
【分析】
A、A中只有-OH是親水基，烴基部分難溶于水;
B. 有機(jī)物A在銅的催化下與O2反應(yīng)生成酮;
C、酯基上雙鍵不能與氫氣發(fā)生加成;
D、在酸性條件下，有機(jī)物A水解形成一種有機(jī)物 ;
【詳解】A、A中只有-OH是親水基，烴基部分難溶于水，A在水中溶解度較小，故A錯(cuò)誤;
B. 有機(jī)物A在銅的催化下與O2反應(yīng)生成酮，故B錯(cuò)誤;
C、酯基上雙鍵不能與氫氣發(fā)生加成，1molA最多能與3molH2發(fā)生加成反應(yīng)，故C錯(cuò)誤;
D、在酸性條件下，有機(jī)物A水解形成一種有機(jī)物 ，故D正確;
故選D。
3.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A 向FeCl3和KSCN的混合溶液中加入KCl溶液 溶液紅色變淺 增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
B 某無色溶液中加入硝酸酸化，再加硝酸鋇溶液 有白色沉淀 說明溶液中含有SO42-
C 飽和氯化銀溶液與飽和碘化銀溶液等體積混合 有黃色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D 用潔凈的鉑絲蘸去少量溶液在酒精燈上灼燒 火焰呈紫色 該溶液一定是鉀鹽溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
A、KCl不影響鐵離子與SCN-的絡(luò)合反應(yīng);
B、加入稀硝酸酸化的硝酸鋇溶液，亞硫酸根離子會(huì)被氧化為硫酸根離子;
C、在AgCl和AgI兩飽和溶液中，前者c(Ag + )大于后者c(Ag + )，c(Cl - )>c(I - )，當(dāng)將AgCl、AgI兩飽和溶液混合時(shí)，由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化，生成更多的AgI沉淀;
D、不一定是鉀鹽，可能是堿等;
【詳解】A、KCl不影響鐵離子與SCN-的絡(luò)合反應(yīng)，則向FeCl3和KSCN混合溶液中，加入少量KCl固體，溶液顏色不變，故A錯(cuò)誤;
B、加入稀硝酸酸化的硝酸鋇溶液，亞硫酸根離子會(huì)被氧化為硫酸根離子，不能排除亞硫酸根離子的干擾，故B錯(cuò)誤;
C、在AgCl和AgI兩飽和溶液中，前者c(Ag + )大于后者c(Ag +)，c(Cl - )>c(I - )，當(dāng)將AgCl、AgI兩飽和溶液混合時(shí)，由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化，生成更多的AgI沉淀，故C正確;
D、不一定是鉀鹽，可能是堿等，故D錯(cuò)誤;
故選C。
【點(diǎn)睛】本題考查了物質(zhì)檢驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、難溶物溶度積等，解題關(guān)鍵：明確制備原理、難溶物溶度積的概念，難點(diǎn)C，AgCl和AgI兩飽和溶液中，前者c(Ag +)大于后者c(Ag +)。
4.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是
A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCH3COOH中含有碳原子數(shù)為2NA
B. 1.7g羥基(-OH)和1.7gOH-中含有質(zhì)子數(shù)均為0.9NA
C. 1molN2與3molH2在一定條件下充分反應(yīng)，生成NH3分子數(shù)目為2NA
D. 7.8gNa2O2與足量水反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子0.2NA
【答案】B
【解析】
【分析】
A、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCH3COOH不是氣態(tài);
B、羥基(-OH)和OH-的質(zhì)子數(shù)均為9;
C、N2與H2在一定條件下的反應(yīng)是可逆反應(yīng);
D、Na2O2與足量水反應(yīng)，-1價(jià)的氧的化合價(jià)一半升高一半降低;
【詳解】A、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCH3COOH不是氣態(tài)，故A錯(cuò)誤;
B、羥基(-OH)和OH-的質(zhì)子數(shù)均為9，1.7g羥基(-OH)和1.7gOH-中含有質(zhì)子數(shù)均為0.9NA，故B正確;
C、N2與H2在一定條件下的反應(yīng)是可逆反應(yīng)， 1molN2與3molH2在一定條件下充分反應(yīng)，生成NH3分子數(shù)目小于2NA，故C錯(cuò)誤;
D、Na2O2與足量水反應(yīng)，-1價(jià)的氧的化合價(jià)一半升高一半降低，7.8gNa2O2與足量水反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子0.2NA，故D錯(cuò)誤;
故選B。
5.常溫下，向20mL某一元酸(HA)溶液中逐滴加入0.1mol•L-1的NaOH溶液，測(cè)得混合溶液中由水電離出的c(H+)隨加入NaOH溶液的體積變化關(guān)系圖如下。下列說法不正確的是
A. Ka(HA)的數(shù)量級(jí)為10-5
B. d點(diǎn)溶液的pH最大
C. b點(diǎn)溶液顯酸性，c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D. d點(diǎn)溶液中，c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
【答案】C
【解析】
【分析】
A、根據(jù)HA的電離常數(shù)定義計(jì)算;
B、d點(diǎn)堿性最強(qiáng)，pH最大;
C、b點(diǎn)是HA和NaOH恰好完全反應(yīng)的點(diǎn)，溶液顯堿性;
D、由電荷守恒解答。
【詳解】A、b點(diǎn)是HA和NaOH恰好完全反應(yīng)的點(diǎn)，酸和堿的體積均為20ml，原酸的濃度為0.1mol•L-1，a點(diǎn)HA H++A-，c(H+)=c(A-)=0-14/10-11=10-3， Ka(HA)=c(H+)•c(A-)/c(HA)=10-3×10-3/(0.1-10-3)，Ka(HA)的數(shù)量級(jí)為10-5，故A正確;
B、d點(diǎn)堿性最強(qiáng)，pH最大，故B正確;
C、b點(diǎn)是HA和NaOH恰好完全反應(yīng)的點(diǎn)，且A-要水解，溶液顯堿性，c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)，故C錯(cuò)誤;
D、d點(diǎn)溶液相當(dāng)于NaA和NaOH的混合溶液，由電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)，故D正確;
故選C。
【點(diǎn)睛】本題考查酸堿混合溶液的定性判斷，解題關(guān)鍵：明確圖象中各點(diǎn)的pH及溶液中的溶質(zhì)，解題技巧D，注意電荷守恒的應(yīng)用。
6.Q、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素。W、Y是金屬元素，Z的原子序數(shù)是X的2倍。Q與W同主族，且Q與W形成的離子化合物中陰、陽(yáng)離子電子層結(jié)構(gòu)相同。Q與X形成的簡(jiǎn)單化合物的水溶液呈堿性。Y的氧化物既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)又與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。下列說法不正確的是
A. Q與X形成簡(jiǎn)單化合物的分子為三角錐形
B. Z的氧化物是良好的半導(dǎo)體材料
C. 原子半徑Y(jié)>Z>X>Q
D. W與X形成化合物的化學(xué)式為W3X
【答案】B
【解析】
【分析】
Q、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素。Q與W同主族，且Q與W形成的離子化合物中陰、陽(yáng)離子電子層結(jié)構(gòu)相同。則Q為H元素，W為L(zhǎng)i元素，Q與X形成的簡(jiǎn)單化合物的水溶液呈堿性，X為N元素。W、Y是金屬元素，Y的氧化物既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)又與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。Y為Al元素，Z的原子序數(shù)是X的2倍，Z為Si元素。
【詳解】A. Q與X形成簡(jiǎn)單化合物NH3的分子為三角錐形，故A正確;
B. Z為Si元素，硅晶體是良好的半導(dǎo)體材料，Z的氧化物SiO2，是共價(jià)化合物，不導(dǎo)電，故B錯(cuò)誤;
C. 電子層越多，原子半徑越大，同周期從左向右原子半徑減小，則原子半徑：Y>Z>X>Q，故C正確;
D. W與X形成化合物的化學(xué)式為L(zhǎng)i3N，故D正確;
故選B。
7.以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成燃料電池，采用電解法制備Fe(OH)2，裝置如下圖所示，其中電解池兩極材料分別為鐵和石墨，通電一段時(shí)間后，右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀。下列說法正確的是
A. 石墨I(xiàn)電極反應(yīng)為H2-2e-+2OH-=2H2O
B. CO2在石墨電極Ⅱ上得電子
C. X電極材料為鐵
D. NaCl溶液中Cl-移向Y電極
【答案】D
【解析】
【分析】
左邊裝置是原電池，通入氫氣的電極I是負(fù)極、通入氧氣的電極II是正極，負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-+CO32-═CO2+H2O，正極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=2CO32-，右邊裝置是電解池，X是陰極、Y是陽(yáng)極，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-、陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2
【詳解】A. 石墨I(xiàn)電極反應(yīng)為H2-2e-+CO32-═CO2+H2O，故A錯(cuò)誤;
B. 石墨電極ⅡO2+4e-+2CO2=2CO32-，O2在石墨電極Ⅱ上得電子，故B錯(cuò)誤;
C. X是陰極，X電極不需要一定用鐵作電極，可以用石墨電極，Y電極材料為鐵，故C錯(cuò)誤;
D.Y電極是陽(yáng)極， NaCl溶液中Cl-移向Y電極，故D正確;
故選D。
【點(diǎn)睛】本題考查原電池和電解池原理，正確判斷原電池正負(fù)極及電解池陰陽(yáng)極是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，注意該原電池中電解質(zhì)是熔融碳酸鹽而不是酸或堿溶液。
三、非選擇題包括必考題和選考題兩部分。第2題~第32題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第33題~第38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。
(一)必考題
8.某實(shí)驗(yàn)小組學(xué)習(xí)了反應(yīng)CO2+2Mg 2MgO+C的相關(guān)知識(shí)后，欲探究鎂是否與SO2氣體反應(yīng)，設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置圖(注：石棉絨是一種耐火材料，不參與反應(yīng))。
請(qǐng)回答下列問題：
(1)若可供選擇固體試劑有：木炭、銅片、亞硫酸鈉固體，則裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________。
(2)裝置B中所盛入的藥品是______________________。
(3)儀器a的名稱是___________，其作用是______________________。
(4)實(shí)驗(yàn)完畢后觀察到石棉絨上有黃色物質(zhì)生成，將石棉絨及其附著物投入到稀鹽酸中，會(huì)產(chǎn)生具有臭雞蛋氣味的氣體，則鎂與SO2除發(fā)生SO2+2Mg 2MgO+S反應(yīng)外，還發(fā)生的反應(yīng)是____________。
(5)在裝置C、D間插入圖所示裝置，可以獲得亞硫酸(H2SO3)溶液。
?、僖后wX可以是下列試劑中的___________(填序號(hào))。
A.苯 B.汽油 C.四氯化碳 D.酒精
?、趯?shí)驗(yàn)完畢后，通過___________(實(shí)驗(yàn)操作名稱)可以將上、下兩層液體分開。
?、巯騺喠蛩崛芤褐型ㄈ肟諝?，溶液的pH_______(填“增大”、“減小或“不變”)，其原因是______(用化學(xué)方程式表示)。
【答案】 (1). Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O) (2). 濃硫酸 (3). 球形干燥管 (4). 防止倒吸 (5). Mg+S △ MgS (6). C (7). 分液 (8). 減小 (9). 2H2SO3+O2=2H2SO4
【解析】
【分析】
A中制備二氧化硫，B中用濃硫酸進(jìn)行干燥，C中探究二氧化硫與鎂的反應(yīng)，D用堿吸收尾氣。C與D之間裝置中2H2SO3+O2=2H2SO4，酸性增強(qiáng)。
【詳解】(1)裝置A制備二氧化硫，Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O) ;
(2)裝置B用于干燥二氧化硫，裝置B中所盛入的藥品是濃硫酸;
(3)D用于吸收尾氣，儀器a的名稱是球形干燥管，其作用是防止倒吸;
(4)實(shí)驗(yàn)完畢后觀察到石棉絨上有黃色物質(zhì)生成，說明發(fā)生了SO2+2Mg 2MgO+S反應(yīng)，將石棉絨及其附著物投入到稀鹽酸中，會(huì)產(chǎn)生具有臭雞蛋氣味的氣體，說明 含有MgS，則鎂與SO2除發(fā)生SO2+2Mg 2MgO+S反應(yīng)外，還發(fā)生的反應(yīng)是 Mg+S △ MgS ;
(5)①液體X必須密度大于水，且二氧化硫在其中溶解度小，故選C。
?、趯?shí)驗(yàn)完畢后，通過分液可將互不相溶的兩層液體分開;
③通入空氣將亞硫酸氧化成硫酸，pH減小，反應(yīng)方程式為2H2SO3+O2=2H2SO4。
9.ZrO2常用作陶瓷材料，可由鋯英砂(主要成分為 ZrSiO4，還含少量FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))通過如下流程制取。
已知：① ZrSiO4能與燒堿反應(yīng)生成Na2ZrO3和Na2SO3，Na2ZrO3與酸反應(yīng)生成ZrO2+。
?、诓糠纸饘匐x子在實(shí)驗(yàn)條件下開始沉淀和完全沉淀的pH如下表。
金屬離子 Fe3+ Al3+ ZrO2+
開始沉淀pH 1.9 3.3 6.2
沉淀完全pH 3.0 5.2 8.0
(1)“熔融”過程中，ZrSiO4發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________，濾渣I的化學(xué)式為______________________。
(2)“氧化”過程中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________________________，調(diào)“pH=a”時(shí)，a的范圍是_________________________________。
(3)為得到純凈的ZrO2，濾渣Ⅱ要用水洗，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是_____________________。
(4)濾渣Ⅲ的成分是Zr(CO3)2•xZr(OH)4。取干操后的濾渣Ⅲ 37.0g，煅燒后可得到24.6gZrO2。則x等于______________________;“調(diào)pH=8.0”時(shí)，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______
【答案】 (1). ZrSiO4+4NaOH Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O (2). H2SiO3 (3). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (4). 5.2≤a<6.2 (5). 取少許最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀，說明已洗凈 (6). 1 (7). 2ZrO2++2CO32-+2H2O=Zr(CO3)2•Zr(OH)4↓
【解析】
【分析】
鋯英砂主要成分為 ZrSiO4，還含少量FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)，加NaOH熔融，ZrSiO4轉(zhuǎn)化為Na2SiO3和Na2ZrO3，氧化鋁轉(zhuǎn)化為NaAlO2，SiO2轉(zhuǎn)化為Na2SiO3，F(xiàn)e2O3不反應(yīng)，再加過量鹽酸酸浸，Na2ZrO3與酸反應(yīng)生成ZrO2+，Na2SiO3與HCl生成硅酸沉淀，偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氯化鋁、氧化鐵轉(zhuǎn)化為氯化鐵，F(xiàn)eCO3轉(zhuǎn)化Fe2+，濾液中含有ZrO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+，Na+、Cl-等，加雙氧水，將Fe2+氧化為Fe3+，加氨水調(diào)節(jié)pH為5.2～6.2，使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，過濾，濾液中主要含有ZrO2+等，再加氨水調(diào)節(jié)pH≥8.0，使ZrO2+轉(zhuǎn)化為Zr(OH)4沉淀，過濾、洗滌、干燥得到Zr(OH)4，加熱分解即可得到ZrO2。
根據(jù)方程式計(jì)算濾渣的組成。
【詳解】(1)“熔融”過程中，加NaOH熔融，ZrSiO4轉(zhuǎn)化為Na2SiO3和Na2ZrO3，ZrSiO4發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：ZrSiO4+4NaOH Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O ;
加過量鹽酸酸浸，Na2ZrO3與酸反應(yīng)生成ZrO2+，Na2SiO3與HCl生成硅酸沉淀，濾渣I的化學(xué)式為： H2SiO3;
(2)加雙氧水，將Fe2+氧化為Fe3+，加氨水調(diào)節(jié)pH為5.2～6.2，使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，而ZrO2+不沉淀，“氧化”過程中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，調(diào)“pH=a”時(shí)，a的范圍是 5.2≤a<6.2;
(3)為得到純凈的ZrO2，濾渣Ⅱ要用水洗，濾渣Ⅱ中可能含有氯離子，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是取少許最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀，說明已洗凈;
(4)根據(jù)方程式：
Zr(CO3)2•xZr(OH)4=(x+1)ZrO2+2CO2+2xH2O
211+159x 123(x+1)
37.0g 24.6g
x=1
“調(diào)pH=8.0”時(shí)，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ZrO2++2CO32-+2H2O=Zr(CO3)2•Zr(OH)4↓。
【點(diǎn)睛】本題考查混合物的分離和提純，側(cè)重考查學(xué)生分析問題、解答問題能力，解題關(guān)鍵：明確流程圖中各個(gè)步驟發(fā)生的反應(yīng)及溶液中存在的微粒，知道常見離子的檢驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.
10.甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生產(chǎn)的CO、CO2和H2可制取甲醇等有機(jī)物，發(fā)生的反應(yīng)有：
?、貱O(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-99kJ•mol-1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H2
相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：
化學(xué)鍵 C=O H-H C-O H-O C-H
E/(kJ/mol) 803 436 343 465 413
(1)該反應(yīng)△H2=___________。
(2)關(guān)于反應(yīng)①下列說法，正確的是___________。
A.該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行
B.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小
C.使用催化劑，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率
D.增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變
(3)在某溫度下，將1.0moCO與2.0molH2充入2L的空鋼瓶中，發(fā)生反應(yīng)①，在第5min時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，此時(shí)甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.1。在第10min、20min時(shí)分別改變反應(yīng)條件，甲醇的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示：
?、?gòu)姆磻?yīng)開始到5min時(shí)時(shí)，生成甲醇的平均速率為___________。
②H2的平衡轉(zhuǎn)化率α=___________%，化學(xué)平衡常數(shù)K=___________。
?、?min時(shí)，v正___________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)
?、?mim時(shí)v正___________4min時(shí)v逆(填“大于”“小于”或“等于”)
⑤比較甲醇在7～8min、12～13min和25～27min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(7～8)、v(12～13)、v(25～27)表示的大小_________________________________。
③若將鋼瓶換成同容積的絕熱容器，重復(fù)上述試驗(yàn)，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)___________0.1。(填“>”、“<”或“=”)
【答案】 (1). -63 kJ.mol-1 (2). CD (3). 0.025 mol.L-1.min-1 (4). 25 (5). 0.59 (6). 大于 (7). 大于 (8). v(12~13)>v(7~8)=v(25~27) (9). <
【解析】
【分析】
(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能;
(2)A、△G=△H-T△S<0反應(yīng)才能自發(fā);B、升高溫度，正逆反應(yīng)速率均增大;C、使用催化劑，不改變平衡;D、平衡常數(shù)與溫度有關(guān);
(3)根據(jù)三段式解析。①由速率的定義式計(jì)算;②根據(jù)轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算;③反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)，正速率大。④平衡之前，正速率大于逆速率;⑤平衡時(shí)平均速率為0;⑥絕熱條件，放熱反應(yīng)發(fā)生后體系溫度升高。
【詳解】(1)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，該反應(yīng)△H2=2×803kJ.mol-1+3×436kJ.mol-1-(3×413+343+465)kJ.mol-1-2×465kJ.mol-1=-63 kJ.mol-1 ;
(2)①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-99kJ•mol-1
A.△H1=-99kJ•mol-1，△S<0，△G=△H-T△S，該反應(yīng)在低溫下可能自發(fā)進(jìn)行，故A錯(cuò)誤;
B.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率也增大，故B錯(cuò)誤;
C.使用催化劑，不改變平衡，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率，故C正確;
D.平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變，故D正確;
故選CD。
(3)根據(jù)題目數(shù)據(jù)計(jì)算如下：
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始/mol•L-1： 0.5 1 0
反應(yīng)/mol•L-1： X 2X X
平衡/mol•L-1： 0.5-X 1-2X X
甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 =10%，所以 ，X=0.125mol•L-1。
?、偌状嫉乃俾蕿?.1250.125mol•L-1÷5min=0.025 mol/(L•min)。
?、谟缮鲜鲇?jì)算，反應(yīng)的氫氣為2×0.125=0.25，轉(zhuǎn)化率為0.25÷1=25%。達(dá)平衡時(shí)CO、H2和CH3OH的物質(zhì)的量濃度分別為：0.375mol•L-1、0.75mol•L-1和0.125mol•L-1，所以平衡常數(shù)K=0.125/0.375×0.752=0.59。
?、?min時(shí)，l甲醇的濃度增大，反應(yīng)正向進(jìn)行，v正>v逆;
?、芊磻?yīng)達(dá)平衡的速率圖像如下圖：
所以，在達(dá)平衡前任意點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于任意點(diǎn)的逆反應(yīng)速率，即1min時(shí)的v正(CH3OH)>4min 時(shí)v逆(CH3OH )。
⑤12～13min處于非平衡狀態(tài)，反應(yīng)速度大，甲醇在7～8min、25～27min處于平衡狀態(tài)，平均反應(yīng)速率為0，比較甲醇在7～8min、12～13min和25～27min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(7～8)、v(12～13)、v(25～27)表示的大小：v(12~13)>v(7~8)=v(25~27);
?、奕魧撈繐Q成同容積的絕熱鋼瓶，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，則反應(yīng)放出的熱量不能散發(fā)，會(huì)使體系溫度上升，正反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，甲醇體積分?jǐn)?shù)將減小，所以小于0.1。
11.H、N、O、S、Ni、As為元素周期表中1～4周期元素。請(qǐng)回答下列問題：
(1)上述元素中第一電離能最大的元素符號(hào)是___________，電負(fù)性最大的元素的原子其價(jià)電子軌道表示式為___________。
(2)CH3NO2中C和N的原子軌道雜化方式分別為___________、___________。
(3)SO32-其空間構(gòu)型為___________。寫出一種與該酸根等電子體的微粒___________。
(4)NH3極易溶于水其原因除二者都為極性分子外，另一個(gè)重要原因是___________。
(5)Ni與As形成的一種化合物，其晶體如圖所示，屬六方晶系。
?、僭摼w的化學(xué)式為___________，As原子的配位數(shù)為___________。
?、谝阎О麉?shù)a=360.2pm，c=500.9pm，此晶體的密度為___________g•cm-3。(寫出計(jì)算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
【答案】 (1). N (2). (3). sp3 (4). sp2 (5). 三角錐形 (6). AsO33-、ClO3- 、PCl3 (7). NH3分子與水分子間形成氫鍵 (8). NiAs (9). 6 (10).
【解析】
【分析】
(1)N價(jià)電子構(gòu)型2s22p3，處于半充滿狀態(tài)，O原子電負(fù)性最大;
(2)分析C、N成鍵情況，結(jié)合VSEPR模型判斷;
(3)結(jié)合VSEPR模型判斷;結(jié)合等電子解答;
(4)NH3分子與水分子間形成氫鍵，增大氨的溶解性。
(5)①根據(jù)均攤法求解;②根據(jù)ρ=m/V計(jì)算。
【詳解】(1)H、N、O、S、Ni、As中，N價(jià)電子構(gòu)型2s22p3，處于半充滿狀態(tài)，第一電離能最大;O原子電負(fù)性最大，其價(jià)電子軌道表示式為 。
(2)CH3NO2中C原子最外層的4個(gè)電子全部參與成鍵，VSEPR模型為正四面體，所以采取sp3雜化;N原子最外層的5個(gè)電子有3個(gè)形成σ鍵，還有兩個(gè)π鍵，VSEPR模型為平面三角形，所以采取sp2雜化。C和N的原子軌道雜化方式分別為sp3 、sp2。
(3)SO32-孤電子對(duì)(6+2-2×3)/2=1,σ鍵數(shù)為3，價(jià)電子對(duì)=1+3=4，采用sp3雜化，其空間構(gòu)型為三角錐形。與SO32-原子數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同的粒子可能為：AsO33-、ClO3- 、PCl3等之一。
(4)NH3極易溶于水其原因，除二者都為極性分子外，另一個(gè)重要原因是NH3分子與水分子間形成氫鍵。
(5)Ni與As形成的一種化合物，其晶體如圖所示，屬六方晶系。
①Ni：8×1/8+4×1/4=2，As：2，化學(xué)式為NiAs;As原子的配位數(shù)為6;
②已知晶胞參數(shù)a=360.2pm，c=500.9pm，V= ，此晶體的密度為ρ=m/V= g•cm-3。
12.高分子化合物G是一種重要的化工產(chǎn)品，可由烴A(C3H6)和苯合成。合成G的流程圖如下：
已知：①B和C中核磁共振氫譜分別有4種和3種峰。
?、贑H3Cl+NaCN→CH3CN+NaCl
請(qǐng)回答下列問題：
(1)A的名稱是___________。
(2)①的反應(yīng)類型是___________，⑥的反應(yīng)類型是___________。
(3)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______________________。
(4)E中官能團(tuán)的名稱是___________。
(5)⑦的反應(yīng)方程式是_________________________________。
(6)F的同分異構(gòu)體有多種，符合下列條件的有___________種。
①苯環(huán)對(duì)位上有兩個(gè)取代基，其中一個(gè)是NH2 ②能水解 ③核磁振譜有5個(gè)峰
寫出符合上述條件的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______________________。
(7)參照上述流程圖，寫出用乙烯、NaCN為原料制備聚酯 的合成路線___________(其它無機(jī)物任選)
【答案】 (1). 丙烯 (2). 加成反應(yīng) (3). 還原反應(yīng) (4). (5). 羧基、硝基 (6). (7). 3 (8). 、 、 (9).
【解析】
【分析】
和A 發(fā)生加成反應(yīng)生成 ，在濃硫酸和濃硝酸作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成B ，B與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成C ，C與NaCN發(fā)生取代反應(yīng)生成D ，D水解生成E ，E還原生成F ，縮聚生成G。
【詳解】(1)A為 ，名稱是丙烯。
(2)① 和A 發(fā)生加成反應(yīng)生成 ，反應(yīng)類型是加成反應(yīng)，⑥硝基被還原成氨基，反應(yīng)類型是還原反應(yīng)。
(3)C與NaCN發(fā)生取代反應(yīng)生成D ，D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。
(4)D水解生成E ，E中官能團(tuán)的名稱是羧基、硝基 。
(5)F發(fā)生縮聚反應(yīng)，⑦的反應(yīng)方程式是 。
(6)F的同分異構(gòu)體有多種，符合下列條件：①苯環(huán)對(duì)位上有兩個(gè)取代基，其中一個(gè)是NH2 ，去掉苯環(huán)，余下 ， ②能水解，說明是酯的同分異構(gòu)，③核磁振譜有5個(gè)峰，符合上述條件的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 、 、 。
(7)乙烯先與溴加成生成鹵代烴，1，2-二溴乙烷在堿性條件下水解生成乙二醇，1，2-二溴乙烷與NaCN取代后水解生成丁二酸，丁二酸與乙二醇在濃硫酸作用下縮聚得產(chǎn)物，故用乙烯、NaCN為原料制備聚酯 的合成路線：
有關(guān)高三化學(xué)上學(xué)期期末試題
1.化學(xué)與人類活動(dòng)密切相關(guān)，下列有關(guān)說法正確的是
A. 加酶洗衣粉可以很好的洗滌毛織品上的污漬
B. 從花生中提取的生物柴油與由石油煉得的柴油都屬于烴類物質(zhì)
C. 用石灰水或 MgSO4溶液噴涂在樹干上均可消滅樹皮上的過冬蟲卵
D. 含氟牙膏能抑制口腔細(xì)菌產(chǎn)生酸，在一定程度上能防止或減少齲齒
【答案】D
【解析】
A、毛織品的成分是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)在酶的作用下水解，加酶洗衣粉不能洗滌毛織品，故A錯(cuò)誤;B、通過花生提取的生物柴油的組成主要為甘油與高級(jí)脂肪酸形成的酯，屬于烴的衍生物，從石油中煉制的柴油是烴類物質(zhì)，故B錯(cuò)誤;C、石灰水能使蛋白質(zhì)變性，但MgSO4溶液不能，故C錯(cuò)誤;D、含氟牙膏中含有Na2PO3F、NaF，能抑制口腔細(xì)菌產(chǎn)生酸，在一定程度上能防止或減少齲齒，故D正確。
2.某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4•7H2O)，設(shè)計(jì)了如下流程：
下列說法不正確的是( )
A. 溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉
B. 固體1中一定含有SiO2，控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，進(jìn)入固體2
C. 從溶液2得到FeSO4•7H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解
D. 若改變方案，在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4•7H2O
【答案】D
【解析】
A、流程設(shè)計(jì)意圖是用硫酸把Fe2O3、Al2O3，轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，除去SiO2，然后用鐵粉還原Fe3+得到硫酸亞鐵，A正確;B、固體1為SiO2，分離FeSO4和Al2(SO4)3采用的是調(diào)控pH的方法，使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀從而與FeSO4分離，B不正確;C、Fe2+容易被氧化，所以在得到FeSO4•7H2O產(chǎn)品的過程中，要防止其被氧化和分解，C正確;D、在溶液1中直接加過量的NaOH得到的是Fe(OH)2沉淀，但Fe(OH)2不穩(wěn)定，很容易被氧化為Fe(OH)3，這樣的話，最終所得的產(chǎn)品不純，混有較多的雜質(zhì)Fe2(SO4)3，D不正確。答案選D。
【考點(diǎn)定位】本題以流程圖的形式考查離子反應(yīng)、物質(zhì)分離、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)條件控制等。涉及試劑的選擇、溶液pH控制、硫酸亞鐵性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件選擇和控制等。
【此處有視頻，請(qǐng)去附件查看】
3.下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及得出的結(jié)論均正確的是
選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A Cu與濃硫酸反應(yīng)，冷卻后，再將冷水緩慢加入盛有反應(yīng)混合物的燒杯中 溶液變藍(lán) 證明反應(yīng)生成了Cu2+
B 向KNO3和KOH混合溶液中加入鋁粉并加熱，管口放置濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙 試紙變?yōu)樗{(lán)色 NO3-被還原為NH3
C 向濃度均為0.1mol/L的Na2CO3和Na2S混合溶液中滴入少量AgNO3溶液 產(chǎn)生黑色沉淀(Ag2S) Ksp(Ag2S) >Ksp(Ag2CO3)
D 鋁絲用砂紙打磨后，放在冷的濃硝酸中浸泡一段時(shí)間后，放入CuSO4溶液中 鋁絲表明變紅色 鋁可以從銅鹽溶液中置換出銅
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A、Cu與濃硫酸加熱反應(yīng)后生成硫酸銅，會(huì)有濃硫酸剩余，因此再加水稀釋時(shí)，一定要遵循濃硫酸加入水中，玻璃棒不斷攪拌，不能相反操作，易發(fā)生危險(xiǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.試紙變?yōu)樗{(lán)色，說明生成氨氣，可說明NO3-還原為NH3，選項(xiàng)B正確;
C.滴入少量AgNO3溶液，Ksp小的先沉淀，則先產(chǎn)生黑色沉淀(Ag2S)，可知Ksp(Ag2S)
D、鋁絲用砂紙打磨后，放在冷的濃硝酸中浸泡一段時(shí)間后，發(fā)生鈍化形成致密氧化膜，因?yàn)锳l2O3與CuSO4不反應(yīng)，所以放入CuSO4溶液中，鋁絲表面不會(huì)生成銅，選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
答案選D。
4.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是
A. 常溫常壓下，等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3與Na2S溶液中陽(yáng)離子的數(shù)目相等
B. 將2molSO2氣體與1molO2混合后在一定條件下充分反應(yīng)，所得SO3的分子數(shù)為2NA
C. 精煉銅，若陽(yáng)極失去0.1NA個(gè)電子，則陰極增重3.2g
D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LHF所含有的分子數(shù)目為NA
【答案】C
【解析】
【分析】
A.計(jì)算溶液中離子數(shù)目需要離子濃度和溶液體積;
B、SO2和O2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行徹底;
C、精煉銅時(shí)，陽(yáng)極和陰極上得失電子數(shù)相等;
D、標(biāo)況下HF為液態(tài)。
【詳解】A.計(jì)算溶液中離子數(shù)目需要離子濃度和溶液體積，等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3與Na2S溶液無溶液體積，故不能得到Na+數(shù)目相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B、SO2和O2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行徹底，故反應(yīng)后混合物的分子數(shù)大于2NA，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C、精煉銅時(shí)，陽(yáng)極上失去0.1NA個(gè)電子時(shí)，則陰極上得到0.1NA個(gè)電子，而陰極上是銅離子放電，故生成0.05mol銅，質(zhì)量為3.2g，選項(xiàng)C正確;
D、標(biāo)況下HF為液態(tài)，故不能根據(jù)氣體摩爾體積來計(jì)算其物質(zhì)的量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
答案選C。
【點(diǎn)睛】本題考查了阿伏伽德羅常數(shù)的有關(guān)計(jì)算，熟練掌握公式的使用和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是解題關(guān)鍵，易錯(cuò)點(diǎn)為選項(xiàng)B，注意反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)不徹底。
5.已知X、Y、Z是三種原子序數(shù)依次增大的短周期元素。甲、乙、丙分別是三種元素形成的單質(zhì),A、B、C、D分別是由三種元素中的兩種形成的化合物,且A與C中均含有10個(gè)電子。它們之間轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是
A. 原子半徑:Z>Y>X
B. 穩(wěn)定性:A>C
C. 反應(yīng)②和③均為吸熱反應(yīng)
D. X、Y、Z可以形成離子化合物
【答案】C
【解析】
短周期元素中形成的10個(gè)電子的化合物主要有CH4、NH3、H2O、HF等幾種，根據(jù)圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系可以推出X、Y、Z分別為H、C、O 三種元素，甲、乙、丙分別為氫氣、碳、氧氣，A、B、C、D分別為CH4、CO2、H2O、CO。
A. H、C、O 三種元素原子半徑：C>O>H ，A不正確; B. 氧元素的非金屬性強(qiáng)于碳，所以穩(wěn)定性：H2O>CH4，B不正確;C. 反應(yīng)②碳和二氧化碳在高溫下生成一氧化碳的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)③水蒸氣和碳在高溫下反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳是吸熱反應(yīng) ，所以C正確; D. H、C、O三種非金屬元素只能形成共價(jià)化合物，不能形成離子化合物，D不正確。選C。
點(diǎn)睛：解無機(jī)框圖推斷題時(shí)，首先要找好突破口。本題以10電子化合物為突破口，通過轉(zhuǎn)化關(guān)系檢驗(yàn)，可以分別推出各種元素和化合物。
6.通過電解法分離NaHSO3與Na2SO3混合物,其裝置如下圖。下列說法不正確的是
A. 陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-==2H2O+O2↑
B. 陽(yáng)極區(qū)c(H+)增大,H+由a室經(jīng)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入b室
C. 外電路每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子,有0.2 mol Na+從b室進(jìn)入c室
D. c室得到Na2SO3的原因是OH-+HSO3- = H2O+SO32-
【答案】C
【解析】
【分析】
通過電解法分離NaHSO3與Na2SO3混合物,根據(jù)裝置圖分析,電解池陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為物質(zhì)失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),考慮到溶液是堿性,則陽(yáng)極處OH-放電產(chǎn)生O2,陽(yáng)極電極反應(yīng)為: 4OH--4e-=2H2O+O2 ,陰極為物質(zhì)得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),考慮到溶液是堿性,則陰極反應(yīng)式為:2H2O+2e-=2OH-+ H2 , 據(jù)此分析判斷。
【詳解】A.陽(yáng)極的電極反應(yīng)為: 4OH--4e-=2H2O+O2 ,所以A正確;B.陽(yáng)極區(qū)OH-放電被消耗,c(OH-)降低,則c(H+)增加,電解池中陽(yáng)離子通過陽(yáng)離子交換膜向陰極移動(dòng),則H+由a室經(jīng)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入b室,所以B正確;C.外電路每轉(zhuǎn)移0.2 mol 電子,不僅有Na+轉(zhuǎn)移,還有H+轉(zhuǎn)移,故C錯(cuò)誤;D.c室中產(chǎn)生Na2SO3,溶液為堿性,則c室得到Na2SO3的原因是OH-+ HSO3-=H2O+ SO32-,所以D選項(xiàng)是正確的;答案：C。
7.298K(25℃)下，在NaHS溶液中，各離子的濃度隨NaHS溶液濃度的變化關(guān)系如圖所示，下列敘述正確的是
已知：(1)在科學(xué)計(jì)數(shù)法中，為了使公式簡(jiǎn)便，可以用帶“E”的格式表示，例如：1E-4=1×10-4。
(2)298K(25℃)下H2S的Ka1=9.10×10-8，Ka2=1.10×10-12。
A. 0.10mol/LNaHS溶液：c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(S2-)
B. Na2S溶液中：c(OH-)-c(H+)=c(H2S)+c(HS-)
C. 當(dāng)c(OH-)=c(S2-)時(shí)，c(HS-)=9.09×10-3
D. 室溫下用NaOH溶液滴定NaHS溶液，滴定終點(diǎn)剛好形成0.1mol/LNa2S溶液，該過程可選擇酚酞作指示劑
【答案】C
【解析】
【分析】
A.根據(jù)電荷守恒可知，溶液中存在陰離子為S2-、HS-、OH-，陽(yáng)離子為H+、Na+，陽(yáng)離子所帶電荷總數(shù)等于陰離子所帶電荷總數(shù);
B.硫化鈉溶液中水電離的氫離子與氫氧根離子相等，即質(zhì)子守恒，根據(jù)質(zhì)子守恒進(jìn)行判斷;
C、當(dāng)c(OH-)=c(S2-)時(shí)，圖象分析可知為0.01mol/LNa2S溶液，根據(jù)Ka2= 進(jìn)行計(jì)算;
D. 滴定終點(diǎn)剛好形成0.1mol/LNa2S溶液，則滴定前NaHS溶液濃度約為0.05mol/L，滴定前后溶液均為堿性，不能選擇酚酞作指示劑。
【詳解】A.根據(jù)電荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)硫化鈉溶液中的質(zhì)子守恒可得：c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C、當(dāng)c(OH-)=c(S2-)時(shí)，圖象分析可知為0.01mol/LNa2S溶液，根據(jù)Ka2= 可得c(HS-)= = = =9.09×10-3，選項(xiàng)C正確;
D. 滴定終點(diǎn)剛好形成0.1mol/LNa2S溶液，則滴定前NaHS溶液濃度約為0.05mol/L，滴定前后溶液均為堿性，不能選擇酚酞作指示劑，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案選C。
8.已知三氯化鐵的熔點(diǎn)為306 ℃，沸點(diǎn)為315 ℃，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性，能吸收空氣里的水分而潮解。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)氯氣與鐵的反應(yīng)及產(chǎn)物做了如下探究實(shí)驗(yàn)。
(1)裝置的連接順序?yàn)閍→_____________________。
(2)飽和食鹽水的作用是________。
(3)反應(yīng)一段時(shí)間后熄滅酒精燈，冷卻后將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入過量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過程中不振蕩)，充分反應(yīng)后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
?、俚S色溶液中加入試劑X生成淡紅色溶液的離子方程式為_____________。
②淡紅色溶液中加入過量H2O2后溶液紅色加深的原因是_________________。
(4)已知紅色褪去的同時(shí)有氣體生成，經(jīng)檢驗(yàn)為O2。該小組同學(xué)對(duì)紅色褪去的原因進(jìn)行探究。
?、偃⊥噬笕芤喝荩谝环莸渭覨eCl3溶液無明顯變化;第二份滴加試劑X，溶液出現(xiàn)紅色;第三份滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。
?、诹砣⊥镔|(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無明顯變化。
實(shí)驗(yàn)①說明______________________________________________;
實(shí)驗(yàn)②的目的是___________________________;
得出結(jié)論：__________________________________________。
【答案】 (1). g→h→ d→e→b→c→f (2). 除去氯氣中的氯化氫氣體 (3). Fe3++3SCN- ? Fe(SCN)3 (4). H2O2將Fe2+氧化Fe3+ (Fe2+被H2O2氧化生成Fe3+，從而增大Fe3+濃度，溶液顏色加深) (5). SCN-發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3+發(fā)生反應(yīng) (6). 排除H2O2分解產(chǎn)生的O2氧化SCN-的可能 (7). H2O2將SCN-氧化成SO42-
【解析】
【分析】
(1)排列順序?yàn)闅怏w的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→尾氣處理;
(2)飽和食鹽水吸收氯化氫而抑制氯氣溶解;
(3)①根據(jù)Fe3+和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵而使溶液呈血紅色;
②Fe2+被H2O2氧化生成Fe3+，從而增大Fe3+濃度;
(4)根據(jù)①滴加FeCl3溶液無明顯變化，說明SCN-發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3+發(fā)生反應(yīng)，滴加稀HCl和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成了硫酸根;
根據(jù)②另取同濃度的 FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無明顯變化，說明O2不能氧化SCN-。
【詳解】(1)由于鹽酸易揮發(fā)，生成的氯氣中還有氯化氫，所以利用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫。又因?yàn)槿然F的熔點(diǎn)為306℃，沸點(diǎn)為315℃，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性 能吸收空氣里的水分而潮解，所以再遇鐵反應(yīng)之前還需要干燥，且還需要防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入，同時(shí)還需要尾氣處理，則正確的連接順序是a→g→h→ d→e→b→c→f;
(2)根據(jù)以上分析可知飽和食鹽水的作用是除去氯氣中的氯化氫氣體;
(3)①淡黃色溶液中還有鐵離子，加入X后顯淡紅色，這說明X是KSCN溶液，反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3SCN- ? Fe(SCN)3;
?、诜磻?yīng)中鐵過量遇氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，即溶液中還有氯化亞鐵，加入雙氧水可以把亞鐵離子氧化為鐵離子，因此紅色加深，所以淡紅色溶液中加入過量H2O2后溶液紅色加深的原因是H2O2將Fe2+氧化Fe3+ (Fe2+被H2O2氧化生成Fe3+，從而增大Fe3+濃度，溶液顏色加深);
(4)取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液無明顯變化，說明溶液中不存在KSCN溶液;第二份滴加試劑X，溶液出現(xiàn)紅色，這說明溶液中存在鐵離子;第三份滴加稀HCl和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，這說明溶液中有硫酸根，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)①可知SCN-發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3+發(fā)生反應(yīng);另取同濃度的 FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無明顯變化，這說明紅色褪去不是氧氣氧化導(dǎo)致的，即實(shí)驗(yàn)②的目的是排除H2O2分解產(chǎn)生的O2氧化SCN-的可能;綜合以上分析可知溶液褪色的原因是H2O2將SCN-氧化成SO42-。
【點(diǎn)睛】本題通過探究氯氣與鐵反應(yīng)，考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，題目難度稍大，注意掌握氯氣與鐵反應(yīng)的現(xiàn)象、反應(yīng)原理，明確物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原則，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
9.I.明礬[KAl(SO4)2•12H2O] 在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途：飲用水的凈化;造紙工業(yè)上作施膠劑;食品工業(yè)的發(fā)酵劑等。利用煉鋁廠的廢料——鋁灰(含Al、 Al2O3及少量SiO2和FeO •xFe2O3)可制備明礬。工藝流程如下：
已知生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示：
Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
開始沉淀 3.4 6.3 1.5
完全沉淀 4.7 8.3 2.8
回答下列問題：
(1)明礬凈水的原理是______________________________(用離子方程式表示)。
(2)操作Ⅱ是_______________、_________________、過濾、洗滌、干燥。
(3)檢驗(yàn)濾液A中是否存在Fe2+的方法______________________________ (只用一種試劑)。
(4)在濾液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：__________。
(5)調(diào)節(jié)pH=3的目的是_______________________ ，濾渣2含有的物質(zhì)是______。
II.(6)取一定量含有Pb2+、Cu2+的工業(yè)廢水，向其中滴加Na2S溶液，當(dāng)PbS開始沉淀時(shí)，溶液中c(Pb2+)/c(Cu2+) =_________ (保留三位有效數(shù)字)。[已知Ksp(PbS)=3.4×10-28，
Ksp(CuS)=1.3×10-36]
【答案】 (1). Al3++3H2O Al(OH)3(膠體)+3H+ (2). 蒸發(fā)濃縮 (3). 冷卻結(jié)晶 (4). 取適量濾液A于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則說明濾液A中存在Fe2+(也可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)) (5). 5Fe2++MnO4—+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O (6). 使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀 (7). MnO2、Fe(OH)3 (8). 2.62×108
【解析】
【分析】
鋁灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO•xFe2O3)，加入過量稀硫酸酸溶過濾，濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，濾渣Ⅰ為二氧化硅和不溶性雜質(zhì)，濾液A中加入稍過量高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀，加入適量硫酸錳除去過量的高錳酸鉀過濾得到二氧化錳固體和氫氧化鐵沉淀，濾液主要是硫酸鋁溶液，加入硫酸鉀蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到硫酸鋁鉀晶體。
【詳解】(1)明礬凈水石鋁離子水解生成氫氧化鋁具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用，反應(yīng)的離子方程式為：Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+，故答案為：Al3++3H2O Al(OH)3+3H+;
(2)固體和液體分離需要用過濾操作，操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ是溶液中得到晶體的方法，利用蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥得到明礬晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶;
(3)檢驗(yàn)亞鐵離子用高錳酸鉀溶液或鐵氰化鉀溶液，滴入高錳酸鉀溶液紫紅色褪去，或加入鐵氰化鉀溶液會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色沉淀，故答案為：取適量濾液A于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則說明濾液A中存在Fe2+(也可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn));
(4)酸性溶液中高錳酸鉀溶液能氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++
Mn2++4H2O;
(5)分析離子沉淀的PH范圍調(diào)節(jié)溶液PH=3，可以使使Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀，并防止Al3+沉淀;在pH=3、加熱條件下，MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2，加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+;過濾得到反應(yīng)中生成難溶的二氧化錳和沉淀得到的氫氧化鐵沉淀，故答案為：使Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀;MnO2、Fe(OH)3;
(6)已知KSP(PbS)=3.4×10-28，Ksp(CuS)=1.3×10-36，取一定量含有Pb2+、Cu2+的工業(yè)廢水，向其中滴加Na2S溶液，當(dāng)PbS開始沉淀時(shí)，溶液中c(Pb2+)/c(Cu2+) = KSP(PbS)/Ksp(CuS)=3.4×10-28/1.3×10-36=，故答案為：2.62×108。
【點(diǎn)睛】本題考查了化學(xué)工藝流程，涉及物質(zhì)的制備、對(duì)工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、溶度積的計(jì)算等，試題綜合性較強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵。
10.甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生產(chǎn)的CO、CO2和H2可制取甲醇等有機(jī)物，發(fā)生的反應(yīng)有：
?、貱O(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-99kJ•mol-1
?、贑O2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H2
相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：
化學(xué)鍵 C=O(CO2) H—H C—O H—O C—H
E/(kJ•mol-1) 803 436 343 465 413
(1)該反應(yīng)△H2=___________。
(2)關(guān)于反應(yīng)①下列說法，正確的是___________。
A.該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行
B.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小
C.使用催化劑，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率
D.增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變
(3)在某溫度下，將1.0moCO與2.0molH2充入2L的空鋼瓶中，發(fā)生反應(yīng)①，在第5min時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，此時(shí)甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.1。在第10min、20min時(shí)分別改變反應(yīng)條件，甲醇的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示：
①?gòu)姆磻?yīng)開始到5min時(shí)，生成甲醇的平均速率為___________。
?、贖2的平衡轉(zhuǎn)化率α=___________%，化學(xué)平衡常數(shù)K=___________。
③1min時(shí)，υ正___________υ逆(填“大于”“小于”或“等于”)
?、?mim時(shí)υ正___________4min時(shí)υ逆(填“大于”“小于”或“等于”)
⑤比較甲醇在7～8min、12～13min和25～27min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以υ(7～8)、υ(12～13)、υ(25～27)表示的大小_________________________________。
?、廴魧撈繐Q成同容積的絕熱容器，重復(fù)上述試驗(yàn)，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)___________0.1。(填“>”、“<”或“=”)
【答案】 (1). -63 kJ•mol-1 (2). CD (3). 0.025 mol•L-1•min-1 (4). 25 (5). 0.59 (6). 大于 (7). 大于 (8). υ (12~13)>υ(7~8)=υ(25~27) (9). <
【解析】
【分析】
(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能;
(2)A、△G=△H-T△S<0反應(yīng)才能自發(fā);B、升高溫度，正逆反應(yīng)速率均增大;C、使用催化劑，不改變平衡;D、平衡常數(shù)與溫度有關(guān);
(3)根據(jù)三段式解析。①由速率的定義式計(jì)算;②根據(jù)轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算;③反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)，正速率大。④平衡之前，正速率大于逆速率;⑤平衡時(shí)平均速率為0;⑥絕熱條件，放熱反應(yīng)發(fā)生后體系溫度升高。
【詳解】(1)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，該反應(yīng)△H2=2×803kJ•mol-1+3×436kJ•mol-1-(3×413+343+465)kJ•mol-1-2×465kJ•mol-1=-63 kJ•mol-1 ;
(2)①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-99kJ•mol-1
A.△H1=-99kJ•mol-1，△S<0，△G=△H-T△S，該反應(yīng)在低溫下可能自發(fā)進(jìn)行，故A錯(cuò)誤;
B.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率也增大，故B錯(cuò)誤;
C.使用催化劑，不改變平衡，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率，故C正確;
D.平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變，故D正確;
故選CD。
(3)根據(jù)題目數(shù)據(jù)計(jì)算如下：
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始/mol•L-1： 0.5 1 0
反應(yīng)/mol•L-1： X 2X X
平衡/mol•L-1： 0.5-X 1-2X X
甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 =10%，所以 X=0.125mol•L-1。
?、偌状嫉乃俾蕿?.125mol•L-1÷5min=0.025 mol/(L•min)。
②由上述計(jì)算，反應(yīng)的氫氣為2×0.125 mol•L-1=0.25 mol•L-1，轉(zhuǎn)化率為0.25 mol•L-1÷1 mol•L-1=25%。達(dá)平衡時(shí)CO、H2和CH3OH的物質(zhì)的量濃度分別為：0.375mol•L-1、0.75mol•L-1和0.125mol•L-1，所以平衡常數(shù)K=0.125/(0.375×0.752)=0.59。
?、?min時(shí)，沒有達(dá)到平衡，甲醇的濃度增大，反應(yīng)正向進(jìn)行，υ正>υ逆;
?、芊磻?yīng)達(dá)平衡的速率圖像如下圖：
所以，在達(dá)平衡前任意點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于任意點(diǎn)的逆反應(yīng)速率，即1min時(shí)的υ正(CH3OH)>4min 時(shí)υ逆(CH3OH )。
?、?2～13min處于非平衡狀態(tài)，反應(yīng)速度大，甲醇在7～8min、25～27min處于平衡狀態(tài)，平均反應(yīng)速率為0，甲醇在7～8min、12～13min和25～27min時(shí)平均反應(yīng)速率的大?。?upsilon;(12~13)>υ(7~8)=υ(25~27);
?、奕魧撈繐Q成同容積的絕熱鋼瓶，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，則反應(yīng)放出的熱量不能散發(fā)，會(huì)使體系溫度上升，正反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，甲醇體積分?jǐn)?shù)將減小，所以小于0.1。
11.鐵被譽(yù)為“第一金屬”，鐵及其化合物在生活中有廣泛應(yīng)用。
(1)基態(tài)Fe3+的簡(jiǎn)化電子排布式為_______________________。
(2)實(shí)驗(yàn)室用KSCN溶液、苯酚( )檢驗(yàn)Fe3+。N、O、S的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_____________(用元素符號(hào)表示)，苯酚中碳原子的雜化軌道類型為____________。
(3)FeCl3的熔點(diǎn)為306 ℃，沸點(diǎn)為315 ℃。FeCl3的晶體類型是________________。FeSO4常作凈水劑和補(bǔ)鐵劑，SO42- 的立體構(gòu)型是_______________。
(4)羰基鐵[Fe(CO)5]可用作催化劑、汽油抗爆劑等。1 mol Fe(CO)5分子中含___________mol σ 鍵，與CO互為等電子體的離子是_____________(填化學(xué)式，寫一種)。
(5)氮化鐵晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。該晶體中鐵、氮的微粒個(gè)數(shù)之比為_____________。
(6)氧化亞鐵晶體的晶胞如圖2所示。已知：氧化亞鐵晶體的密度為ρ g•cm-3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。在該晶胞中，與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數(shù)目為_________;Fe2+與O2-的最短核間距為_____________pm。
【答案】 (1). [Ar] 3d5 (2). N>O>S (3). sp2 (4). 分子晶體 (5). 正四面體形 (6). 10 (7). CN- 或C22— (8). 3∶1 (9). 12 (10).
【解析】
【分析】
(1)Fe原子核外有26個(gè)電子，F(xiàn)e3+電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]3d5;
(2)氮原子2p軌道為半充滿狀態(tài)，第一電離能比相鄰的元素都大;苯酚中碳原子的雜化軌道類型與苯分子中雜化軌道類型相同;
(3)FeCl3的熔沸點(diǎn)較低，說明FeCl3的晶體類型是分子晶體;SO42-離子中含有4個(gè)σ鍵，沒有孤電子對(duì)，所以其立體構(gòu)型是正四面體形;
(4)CO的結(jié)構(gòu)式為C O，三鍵中含1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，中心原子Fe與配體CO之間形成配位鍵，配位鍵也是σ鍵;等電子體是指具有相同價(jià)電子數(shù)目和原子數(shù)目的分子或離子;
(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知鐵微粒位于頂點(diǎn)和面心上，氮微粒位于體內(nèi);
(6)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知Fe2+為面心立方，與Fe2+緊鄰的等距離的Fe2+有12個(gè);用“均攤法”可得晶胞中含F(xiàn)e2+：8×1/8+6×1/2=4個(gè)，含O2-：12×1/4+1=4個(gè)，晶體的化學(xué)式為FeO。
【詳解】(1)Fe原子核外有26個(gè)電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，F(xiàn)e原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子、3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe3+，F(xiàn)e3+電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]3d5，故答案為：[Ar]3d5;
(2)根據(jù)同周期同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律判斷，同一周期由左向右元素原子的第一電離能呈遞增趨勢(shì)，但氮原子2p軌道為半充滿狀態(tài)，第一電離能比相鄰的元素都大;同主族由上到下元素原子的第一電離能逐漸減小，N、O、S三種元素的第一電離能從大到小的順序?yàn)镹>O>S;苯酚中碳原子的雜化軌道類型與苯分子中雜化軌道類型相同，都為sp2雜化，故答案為：N>O>S;sp2;
(3)FeCl3的熔沸點(diǎn)較低，說明FeCl3的晶體類型是分子晶體;SO42-離子中含有4個(gè)σ鍵，沒有孤電子對(duì)，所以其立體構(gòu)型是正四面體形，故答案為：分子晶體;正四面體形;
(4)CO的結(jié)構(gòu)式為C O，三鍵中含1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，中心原子Fe與配體CO之間形成配位鍵，配位鍵也是σ鍵;1個(gè)Fe(CO)5分子中含10個(gè)σ鍵，1molFe(CO)5分子中含10molσ鍵;等電子體是指具有相同價(jià)電子數(shù)目和原子數(shù)目的分子或離子，與CO互為等電子體的離子為CN-或C22—，故答案為：10;CN-或C22—;
(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知鐵微粒位于頂點(diǎn)和面心上，氮微粒位于體內(nèi)，用“均攤法”可得晶胞中含F(xiàn)e個(gè)數(shù)為12×1/6+2×1/2+3=6個(gè)，N原子個(gè)數(shù)為2個(gè)，該晶體中鐵、氮的微粒個(gè)數(shù)之比為6:2=3:1，故答案為：3:1;
(6)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知Fe2+為面心立方，與Fe2+緊鄰的等距離的Fe2+有12個(gè);用“均攤法”可得晶胞中含F(xiàn)e2+：8×1/8+6×1/2=4個(gè)，含O2-：12×1/4+1=4個(gè)，晶體的化學(xué)式為FeO，1molFeO的質(zhì)量為72g，1mol晶體的體積為72/ρcm3;晶胞的體積為72/ρcm3 NA×4=288/(ρNA)cm3，晶胞的邊長(zhǎng)為 cm，F(xiàn)e2+與O2-最短核間距為 cm= cm= 1010pm，故答案為：12; 。
【點(diǎn)睛】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及了電子排布式的書寫、離子空間構(gòu)型、晶體類型的判斷、σ鍵的確定、晶胞的分析和計(jì)算。用“均攤法”確定晶胞中所含微粒的個(gè)數(shù)，注意氮化鐵的晶胞不是平行六面體，是六方晶胞，處于頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為6個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有1/6屬于該晶胞;處于面心的粒子，同時(shí)為2個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有1/2屬于該晶胞;處于體內(nèi)的粒子，完全屬于該晶胞。
12.苯酚是一種重要的化工原料。以苯酚為主要起始原料，經(jīng)下列反應(yīng)可制得香料M和高分子化合物N.(部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件已略去)
(1)B的官能團(tuán)的名稱是_______________。
(2)已知C的分子式為C5H12O，C能與金屬Na反應(yīng)，C的核磁共振氫譜有3組峰，則C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 ______________________。
(3)由D生成N的反應(yīng)類型是_________，B與C反應(yīng)生成M的反應(yīng)類型是_________。
(4)寫出M與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________。
(5)物質(zhì)F的結(jié)構(gòu)是： ，則符合下列條件的F的同分異構(gòu)體有 ______種。
?、倌馨l(fā)生銀鏡反應(yīng) ②能與NaHCO3溶液反應(yīng) ③分子中有苯環(huán)，無 結(jié)構(gòu)。其中苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基，且核磁共振氫譜有4組峰，峰面積之比為1:2:2:1的為___________(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。
(6)已知： ，寫出以苯酚、乙醇和ClCH2COOH為原料制備 的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用)。___________
【答案】 (1). 羧基、羥基(酚羥基) (2). (3). 縮聚反應(yīng) (4). 取代反應(yīng)(酯化反應(yīng)) (5). (6). 13 (7). (8).
【解析】
【分析】
苯酚與氫氧化鈉反應(yīng)生成苯酚鈉，則A為 ，由合成流程可知B為 ，C的分子式為C5H12O，C能與金屬Na反應(yīng)，說明屬于飽和一元醇，C分子中有3中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，故C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ，B與C發(fā)生酯化反應(yīng)生成M，M為 ;苯酚與丙酮反應(yīng)生成D，D的分子式為C15H16O2，再結(jié)合N的結(jié)構(gòu)可知D為 。
【詳解】(1)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，其含有的官能團(tuán)為羧基、醛基，故答案為：羧基、羥基(酚羥基);
(2)C的分子式為C5H12O，C能與金屬Na反應(yīng)，說明屬于飽和一元醇，C分子中有3中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，故C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ，故答案為： ;
(3)D生成N的反應(yīng)為 與 發(fā)生縮聚反應(yīng)生成 ;B與C反應(yīng)生成M的反應(yīng)為在濃硫酸作用下， 與 共熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成 ，故答案為：縮聚反應(yīng);取代反應(yīng)(酯化反應(yīng));
(4) 含有羥基和酯基，與NaOH溶液反應(yīng)生成 、 和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ，故答案為：
;
(5)由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知F的分子式為C8H6O4，由F的同分異構(gòu)體符合條件可知分子中有苯環(huán)，含有—COOH，HCOO—或—CHO和—OH，若苯環(huán)上連有—COOH和HCOO—，有鄰、間、對(duì)3種位置異構(gòu);若苯環(huán)上連有—COOH、—CHO和—OH共有10種結(jié)構(gòu)，則符合F的同分異構(gòu)體條件共有13種;若苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基，核磁共振氫譜有4組峰，峰面積之比為1:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，故答案為：13; ;
(6)由題給信息可知應(yīng)先生成ClCH2COOH和苯酚鈉，然后在酸性條件下反應(yīng)生成 ，進(jìn)而與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)可生成目標(biāo)物，合成路線為： ，故答案為： 。
【點(diǎn)睛】本題考查有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，是一道基礎(chǔ)有機(jī)合成題，著力考查閱讀有機(jī)合成方案設(shè)計(jì)、利用題設(shè)信息、解決實(shí)際問題的能力，也考查了對(duì)信息接受和處理的敏銳程度、思維的整體性和對(duì)有機(jī)合成的綜合分析能力，試題涉及酚、羧酸等性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，注意根據(jù)苯酚、D的分子式、N的結(jié)構(gòu)式推斷D的結(jié)構(gòu)是解答關(guān)鍵。
高三化學(xué)上學(xué)期期末試題閱讀
一.選擇題(共8小題)
1.下列物理量中，反映物質(zhì)特性的是
A.質(zhì)量 B.體積 C.密度 D.濕度
【答案】C
2.下列實(shí)例中利用大氣壓工作的是
A.吸塵器 B.液位計(jì) C.船閘 D.訂書機(jī)
【答案】A
3.注射器針頭做的尖細(xì)是為了
A. 增大壓力 B.減小壓力 C。增大壓強(qiáng) D.減小壓強(qiáng)
【答案】C
4.決定小燈泡亮暗程度的物理量是
A. 電壓 B.電流 C.電功 D.電功率
【答案】D
5.如圖1所示，雞蛋浮在鹽水面上，現(xiàn)沿杯壁緩慢加入清水使雞蛋下沉。在此過程中，關(guān)于雞蛋受到的浮力的大小，下列說法正確的是
A. 始終保持不變 B.先不變，后變小 C.先變小，后不變 D.始終變小
【答案】B
6.甲和乙是由同種材料制成的導(dǎo)體，當(dāng)L甲>L乙，則關(guān)于甲和乙的橫截面積S，及電阻R的大小關(guān)系，下列說法正確的是
A.若S甲>S乙，則R甲一定大于R乙 B.若S甲
C.若S甲=S乙，則R甲一定小于R乙 D.若S甲>S乙，則R甲可能等于R乙
【答案】D
7、在圖2所示的電路中，電源電壓保持不變.閉合電鍵S，燈L正常發(fā)光，過了一段時(shí)間，觀察到兩電表指針向相反方向偏轉(zhuǎn)。 若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在電阻R或L上，則下列判斷正確的是( )
A.燈L一定斷路 B.燈L一定短路
C.燈L一定不亮 D.電阻R可能斷路
【答案】C
8、A、B兩個(gè)圓柱體放在水平地面，現(xiàn)分別沿水平方向切去A、B上部相同的厚度，剩余部分如圖3所示，且對(duì)地面的壓強(qiáng)相同。則原來兩圓柱體對(duì)地面的pA、pB和壓力FA、FB的關(guān)系是( )
A.pA
C.pA>pB，F(xiàn)A=FB D.pA>pB，F(xiàn)A>FB
【答案】D
二.填空題(共8小題)
9.我國(guó)家庭電路電壓為 伏，家中使用的各用電器是 的(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，同時(shí)使用的用電器越多，電路中的總電阻將越 (選填“大”或“小”).
【答案】220;并聯(lián);越小
10.意大利科學(xué)家 首先通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定了大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，著名的 實(shí)驗(yàn)向人們顯示大氣壓強(qiáng)的存在并且是很大的; 實(shí)驗(yàn)表明大氣壓強(qiáng)的大小隨 、溫度和濕度的變化而變化。
【答案】托里拆利;馬德堡半球;海拔高度
11.鐵塊的密度是7.9×103千克/米3，其物理意義是： ?，F(xiàn)有實(shí)新立方體鐵塊放在水平地面，若將它切去部分，則剩余部分對(duì)地面的壓力 變小，壓強(qiáng) 變小。(均選填“一定”或“可能”)
【答案】1m3鐵塊的質(zhì)量為7.9×103kg;一定;可能
12.三峽大壩水庫(kù)水面下10m深處的壓強(qiáng)是 帕，大壩邊上修筑的船閘是利用 原理工作的;大壩修筑成上窄下寬的原因是 。
【答案】 9800;連通器;液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。
13. 某導(dǎo)體兩端的電壓為6伏，若10秒內(nèi)通過某導(dǎo)體橫截面的電荷量為6庫(kù)，則通過該導(dǎo)體的電流為 安，電流做功為 焦，當(dāng)該導(dǎo)體兩端的電壓為0伏時(shí)，它的電阻為 歐.
【答案】0.3;18;20;
14.用電器標(biāo)有“220V 40W”的字樣，“40W”表示 .當(dāng)它正常工作時(shí)1分鐘，電流做功 焦，通過的電流是 安。
【答案】用電器的額定功率是40W;528000;0.18
15.“水果電池”被稱為最天然也是最沒有污染的電池，在水果中插入不同金屬制成的極板，并保持兩塊極板間的距離、極板與水果的接觸面積不變，用電壓表直接測(cè)量?jī)蓧K極板之間的電壓，結(jié)果如下表：
?、?ldquo;水果電池”實(shí)現(xiàn)的是 能轉(zhuǎn)化為電能。
?、诟鶕?jù)表中數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可知：“水果電池”電壓與 和 有關(guān)。
鐵-鋅 鐵-銅 銅-鋅
蘋果 0.55伏 0.60伏 0.95伏
梨 0.40伏 0.50伏 0.90伏
菠蘿 0.50伏 0.55伏 1.00伏
橙 0.75伏 0.78伏 1.05伏
【答案】化學(xué) 水果種類 極板材料
16. 在圖4所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電建S、S1，電路正常工作。若不更換電路元件，且電建S始終處于閉合，請(qǐng)通過一定的操作達(dá)到如下要求。
① 使電流表A的示數(shù)變小的操作是：
?、?使電流表A和A1示數(shù)比值變大的操作是：
【答案】向右移動(dòng)滑動(dòng)變組器或斷開電建S1; 向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器
三、作圖題(共7分)
17. 在圖5中，重為8牛的小球靜止在水面上，請(qǐng)用力的圖示法畫出該球所受的浮力F浮。
18. 在圖6所示的電路中，請(qǐng)根據(jù)標(biāo)出的電流方向，從電池、電流表、電壓表三個(gè)元件符號(hào)中選擇合適的填入空缺處，使之成為串聯(lián)電路。
19. 在圖7所示的電路中，有一根導(dǎo)線尚未連接，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)上。補(bǔ)上后要求：閉合電鍵S，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電流表示數(shù)變小。
四、計(jì)算題(共24分)
20. 在某地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，有一種密度為0.9×103千克/米3的原油。
?、偾筚|(zhì)量為1800千克該原油的體積V。
?、诋?dāng)該原油所處地下油層的壓強(qiáng)為1.35×107帕，油層上表面距地面2000米，若從地面向此油層鉆一口油井，則地下原油僅靠油層自身壓強(qiáng)能否噴射出地面，清通過計(jì)算說明。
【答案】(1)
(2)p=ρgh=0.9×103kg/m3×9.8N/kg×2000m=1.764×107Pa >1.35×107 Pa
∴不能噴出來
21.如圖8所示，水平放置的輕質(zhì)圓柱形容器底面積為2×10-2米2，內(nèi)裝有重為9.8N的水，現(xiàn)將體積為2×10-4米3、重為4.9N實(shí)心金屬球A用細(xì)線栓著浸沒在水中。
?、偾蠼饘賶KA受到的浮力F浮
?、谇笏畬?duì)容器底部的壓力F水
?、郜F(xiàn)將繩子剪斷，求繩子剪斷后容器對(duì)水平地面壓強(qiáng)變化了ΔP
【答案】①
②F水=G水+F浮=9.8N+1.96N=11.76N
③
22、在如圖9(a)所示的電路中，電源電壓恒定不變，閉合電鍵S。
?、佼?dāng)R2接入電路的阻值為10歐，電流表A的示數(shù)為0.36安，求此時(shí)R2兩端電壓U2和消耗的電功率P2。
?、谠谝苿?dòng)滑動(dòng)變阻器R2的過程中，當(dāng)電壓表V接在______(選填“ab”、“bc”或“ac”)兩端，則電流表A和電壓表V對(duì)應(yīng)的示數(shù)如圖9(b)表格所示，求R1的阻值和電源電壓。
【答案】①U=IR2=0.36A×10Ω=3.6V
P2=UI=3.6V×0.36A=1.296W
?、谟杀砀裰须娏髯兇?，電壓表讀數(shù)減小，所以電壓表并聯(lián)在bc兩端
R1=
U=IR=IR1+U2=0.1×10Ω+8V=9V
五、實(shí)驗(yàn)題(共18分)
23. 在“探究物質(zhì)質(zhì)量與體積關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量物理量是質(zhì)量和 ，實(shí)驗(yàn)室可以用 測(cè)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)過程中選用 (選題“一種”或“多種”)物質(zhì)多次實(shí)驗(yàn)的目的： 。
【答案】體積;天平;多種;得到普遍規(guī)律
24. 在“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小李用圖10甲、乙、丙所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
?、?圖10甲所示裝置的名稱是：
② 為了探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，可將帶橡皮膜的塑料盒先后放在 位置(請(qǐng)?zhí)顚懽帜?，并觀察
?、?考為了探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與密度的關(guān)系，可將帶橡皮膜的塑料盒先后放在 位置(請(qǐng)?zhí)顚懽帜?。
【答案】①U形管壓強(qiáng)計(jì);②a和b或c和d;U形管液面高度差;③b和c
25. 小芳和小李做“探究串聯(lián)電路規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，所用實(shí)驗(yàn)器材包括電源(6伏)、電鍵、若干已知阻值的電阻、電壓表、電流表和若干導(dǎo)線，他們先按圖11所示的電路圖正確連接電路。通過實(shí)驗(yàn)探究得到串聯(lián)電路電流處處相等。
?、贋樘骄看?lián)電路電壓規(guī)律，小芬打算先將電壓表接在AB兩端，測(cè)電阻R1兩端電壓U1,然后保持電壓表B連接點(diǎn)不動(dòng)，只斷開A連接點(diǎn)，并改接到C連接點(diǎn)上，測(cè)電阻R2兩端的電壓U2。小李覺得這樣操作無法測(cè)電阻R2兩端電壓U2。你認(rèn)為小李的判斷是 選題“正確”或“錯(cuò)誤”，理由是 。
?、?討論完畢后，他們按正確的方法實(shí)驗(yàn)，用電壓表分別測(cè)出R1、R2兩端的電壓U1、U2，以及R1、R2兩端總的電壓。并多次改變R1和R2的阻值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示：
(a) 分析比較表中最后三列的數(shù)量及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：
(b) 進(jìn)一步綜合分析比較U1與U2的比值和R1與R2的比值關(guān)系，可以得到的結(jié)論是：
?、?為探究串聯(lián)電路電阻規(guī)律，他們先將電流表串聯(lián)在圖11所示的電路中，然后用R替換R1和R2接入AC之間，當(dāng)替換前后電流表示數(shù)保持相同時(shí)，電阻R即是R1和R2的總電阻，此過程用的科學(xué)方法是 。
【答案】①正確;連接電壓表要注意正負(fù)極;
②串聯(lián)電路總電壓等于各串聯(lián)電阻電壓之和;串聯(lián)電路電壓之比等于電阻之比;
?、鄣刃娲?/p>
26. 為測(cè)量某個(gè)未知電阻的阻值，老師提供了兩節(jié)干電池、電壓表、電流表、電鍵、滑動(dòng)變組器若干導(dǎo)線。小紅和小華分別設(shè)計(jì)了圖12甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。
?、?由設(shè)計(jì)電路圖可知，他們的實(shí)驗(yàn)原理是：
② 比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路，你認(rèn)為更為合理的是圖 理由是
③ 小華按照?qǐng)D12乙連接實(shí)物繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。
(a)閉合電鍵S后，移動(dòng)滑動(dòng)變組器滑片的過程中，電壓表、電流表有示數(shù)，但是示數(shù)變化范圍很小，簡(jiǎn)述產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因
(b)請(qǐng)?jiān)谛”碇醒a(bǔ)上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格的有關(guān)欄目
【答案】R=U/I;圖乙;不用從新連接電路并且在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)測(cè)量電壓和電流的值;滑動(dòng)變阻器阻值太小 ;電壓 (伏);電流(安);電阻(歐);電阻平均值(歐)
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