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2018-2019学年浙江省宁波市北仑中学高二上学期期初返校考试化学试题 解析版
浙江省宁波市北仑中学2018-2019学年高二上学期期初返校考试 化学试题 1.下列图示的设备能将化学能转化为电能的是 ( ) A B C D A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A.该设备为太阳能热水器,是将太阳能转化为水的热能,故错误;B.此为风力发电装置,将风能转系为电能,故错误;C.为铅蓄电池,将化学能转化电能,故正确;D.此设备为将化学能变成热能,故错误。故选C。 2.在塑料袋中放一个成熟的苹果和一些青香蕉,将袋口密封,两天后青香蕉成熟了。导致青香蕉成熟的物质是成熟苹果释放出的 A. C2H4 B. CH3COOH C. C6H6 D. CH3CH2OH 【答案】A 【解析】 乙烯具有催熟作用,成熟的苹果可以释放出乙烯,导致青香蕉成熟,答案选A。 3.下列说法正确的是 A. 煤和石油都是可再生资源 B. 分离煤焦油可以获取苯 C. 石油的裂化仅能得到烷烃 D. 煤的气化和石油的分馏都属于物理变化 【答案】B 【解析】 【详解】A.煤和石油是非再生能源,故错误;B.煤焦油含有苯等有机物,分离可以获得苯,故正确;C.石油的裂化能得到烷烃和烯烃,故错误;D.煤的气化是化学变化,石油的分馏是物理变化,故错误。故选B。 4.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 ( ) A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B. 乙醇燃烧 C. 铝粉与氧化铁粉末反应 D. NaOH溶液与盐酸反应 【答案】A 【解析】 【详解】A.此反应为吸热反应,生成物的总能量高于反应物总能量,故正确;B.乙醇燃烧为放热反应,生成物的总能量低于反应物总能量,故错误;C.铝粉和氧化铁的反应为放热反应,故错误;D.酸碱中和为放热反应,故错误。故选A。 5.将氨气通过灼热的CuO后,发现固体变红色,此外还收集到一种单质气体,这种气体估计应是( ) A. O2 B. H2 C. NO D. N2 【答案】D 【解析】 【详解】氨气和氧化铜反应生成红色的铜,根据元素化合价变化分析,铜元素化合价降低,有元素化合价升高,氨气中只有氮元素化合价能升高,生成氮气,氢元素结合氧元素生成水,故选D。 6. 下列叙述不正确的是 A. NH3易液化,液氨常用作制冷剂 B. 浓HNO3的氧化性强于稀HNO3 C. 氨盐受热易分解,因此贮存氨态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处 D. 稀HNO3和活泼金属反应时主要得到氢气 【答案】D 【解析】 试题分析:A、氨气的熔沸点较低,所以易液化,液氨气化时要吸收大量的热,常用作制冷剂,正确;B、对于同种氧化剂,浓度越高氧化性越强,正确;C、氨盐受热易分解,因此贮存氨态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处,正确;D、稀HNO3和活泼金属反应时不会得到氢气,而主要是氮的氧化物,错误,答案选D。 考点:考查氮的化合物的性质 7.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为 ( ) A. 1:1 B. 2:1 C. 3:1 D. 1:3 【答案】C 【解析】 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,则Al完全反应,两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,根据化学方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可得关系:2Al~2NaOH~6HCl~3H2,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为6:2,即3:1,答案选C。 8.在铝与稀硫酸的反应中,已知10s末硫酸的浓度减少了0.6mol·L-1,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是 ( ) A. 1.2mol·L-1·min-1 B. 1.8mol·L-1·min-1 C. 0.02mol·L-1·min-1 D. 0.18mol·L-1·min-1 【答案】A 【解析】 10s末硫酸的浓度减少了0.6mol/L,则10s内硫酸铝的浓度增加了0.6mol/L÷3=0.2mol/L,所以生成硫酸铝的平均反应速率是0.2mol/L÷10s=0.02mol/(L·s)=1.2mol/(L·min),答案选A。 9.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中,以下叙述正确的是 ( ) A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B. 甲中铜片是正极,乙中铜片是负极 C. 两烧杯中溶液的pH均增大 D. 产生气泡的速率甲比乙慢 【答案】C 【解析】 甲装置形成原电池,正极铜上有大量气泡产生,A错误;因乙杯中锌片和铜片没有接触,故不能构成原电池,B项错;因甲烧杯中Zn、Cu用导线连接后构成原电池,加快了Zn的溶解,故D错;又因两杯中的Zn都能与稀H2SO4反应产生H2而消耗H+,故C正确。 10.用指定材料做电极来电解一定浓度的溶液甲,然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度,则合适的组是: 阳极 阴极 溶液甲 物质乙 A. Pt Pt NaOH NaOH固体 B. Pt Pt H2SO4 H2O C. C Fe NaCl 盐酸 D. 粗铜 精铜 CuSO4 Cu(OH)2 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A.电解氢氧化钠实际是电解水,要想恢复应加入水,故错误;B.电解硫酸溶液实际是电解水,要恢复加水即可,故正确;C.铁做阴极电解氯化钠溶液生成氢氧化钠和氢气和氯气,恢复应通入氯化氢气体,故错误;D.此为精炼铜装置,溶液中的成分几乎不变,故错误。故选B。 11.下列离子方程式书写正确的是 A. Cu(OH)2与稀硝酸反应:H++OH-=H2O B. 铜片与浓硝酸反应:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O C. 铁与稀硝酸反应:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O D. 浓烧碱溶液中加入铝片:2Al + 4OH-= 2AlO2- + 2 H2↑ 【答案】B 【解析】 【详解】A.氢氧化铜不溶于水,不能拆成离子形式,故错误;B.铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水,故正确;C.铁和稀硝酸反应生成硝酸铁和一氧化氮和水,故错误;D. 铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式中电荷和电子都不守恒,故错误。故选B。 12.下列各组物质的相互关系描述正确的是 ( ) A. H2、D2和T2互为同位素 B. 金刚石、C60、石墨互为同系物 C. (CH3)2CHC2H5和CH3CH2CH(CH3)2属于同种物质 D. 和互为同分异构体 【答案】C 【解析】 【详解】A.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的原子,H2、D2和T2是单质不是原子,故不能称为同位素,故错误;B.金刚石和石墨和C60是碳元素的不同单质,是同素异形体,不是同系物,故错误;C.二者结构完全相同,是同种物质,故正确;D.二者是同种物质,故错误。故选C。 13.可以用分液漏斗分离的一组化合物是 ( ) A. 硝基苯和水 B. 苯和溴苯 C. 酒精和乙醚 D. 溴乙烷和汽油 【答案】A 【解析】 【详解】A.硝基苯不溶于水,能用分液漏斗分离,故正确;B.苯和溴苯互溶,不能分液,故错误;C.酒精和乙醚互溶,不能分液,故错误;D.溴乙烷溶于汽油,不能分液,故错误。故选A。 【点睛】用分液漏斗分离的是不互溶的液体混合物。 14.下列有机反应属于加成反应的是 ( ) A. CH4+Cl2 CH3Cl+HCl B. CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br C. D. 【答案】B 【解析】 A. CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl,甲烷中的H原子被氯原子取代了,属于取代反应,故A错误;B. CH2=CH2 + HBr → CH3CH2 Br反应中碳碳双键与其他的原子直接结合生成了含碳碳单键的化合物,属于加成反应,故B正确;C. ,苯分子中H原子被橡胶取代了,属于取代反应,故C错误;D. 是甲烷的燃烧反应,属于氧化反应,故D错误;故选B。 点晴:掌握常见有机反应类型的含义和有机物的化学性质是答题的关键。有机物中的某些原子或原子团被其它原子或原子团所取代的反应是取代反应。有机物分子的不饱和键(双键或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生 成新的化合物的反应叫作加成反应。有机化合物在一定条件下,从1个分子中脱去一个或几个小分子,而生成不饱和键化合物的反应是消去反应,物质与氧气的反应属于氧化反应。 15.如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是( ) A. 甲能使酸性KMnO4溶液褪色 B. 乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色 C. 丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键 D. 丁与浓硫酸混合加热,只能发生消去反应生成乙烯 【答案】C 【解析】 【详解】A.甲为甲烷,甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故错误;B.乙为乙烯,能与溴水发生加成反应而使溴水褪色,故错误;C.丙为苯,分子中碳碳键是介于单键和双键之间的独特键,故正确;D.丁为乙醇,与浓硫酸混合加热可能发生取代反应生成乙醚或发生消去反应生成乙烯,故错误。故选C。 16.有一种新合成的烃称为立方烷,它的碳架结构如图所示,关于它的说法不正确的是 A. 分子式是C8H8 B. 与苯乙烯()互为同分异构体 C. 不能发生加成反应 D. 二氯取代物共有4种 【答案】D 【解析】 试题分析:由图可知,每个碳原子周围已与其他三个碳原子形成三条键,分子式为C8H8,与苯乙烯是同分异构体,其二氯代物有3种。 考点:本题考查了根据有机物结构简式判断其分子式和同分异构体种类的判断。 17.下列实验装置或操不能达到实验目的的是( ) A. 图1可用于实验室制取硝基苯 B. 图2可用于测定CO2的生成速率 C. 图3可用于除去甲烷中少量的乙烯得纯净甲烷 D. 图4可用于石油的蒸馏 【答案】C 【解析】 【详解】A.苯和浓硝酸和浓硫酸的混合酸水浴加热可以制取硝基苯,故正确;B.大理石和盐酸反应生成二氧化碳,可以用注射器测定一定时间内生成二氧化碳的体积,进而测定二氧化碳的生成速率,故正确;C.甲烷中的乙烯能与酸性高锰酸钾溶液反应生成二氧化碳,所以不能得到纯净的甲烷,故错误;D.此图为石油蒸馏实验,故正确。故选C。 18.C2H5OH、CH4、C3H8、C是常用的燃料,它们的燃烧热依次为1366.8kJ·mol-1、890.3kJ·mol-1、2219.9kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1。相同质量的这四种燃料,完全燃烧时放出热量最少的是 ( ) A. C2H5OH B. CH4 C. C3H8 D. C 【答案】A 【解析】 【详解】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,所以根据燃烧热计算1g燃料放出的热量,1g乙醇燃烧放出的热量为1366.8/46=29.70kJ,1克甲烷燃烧放出的热量为890.3/16=55.64kJ,1克丙烷燃烧放出的热量为2219.9/42=52.85kJ,1克碳燃烧放出的热量为393.5/12=116.125kJ,所以相同质量的这四种燃料,完全燃烧时放出热量最少的是乙醇,故选A。 19.已知拆开1mol氢气中化学键需要吸收436kJ热量,拆开1mol氧气中的化学键需要吸收496kJ的热量,形成1molH—O共价键放出463kJ的热量。反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是 ( ) A. 2H(g)→H2(g)H>0 B. 图中E1=932kJ C. 图中E2=926kJ D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-484kJ·mol-1 【答案】D 【解析】 A、形成氢氢键放出热量,△H<0,选项A错误;B、根据图中信息可得E1 = 2×436 kJ +496 kJ =1368kJ,选项B错误;C、根据图中信息可得E2 = 4×463 kJ =1852kJ,选项C错误;D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =(E1 – E2)/mol=(1368 kJ -1852 kJ)/mol=-484 kJ·mol-1,选项D正确。答案选D。 20.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知: ① Sn(s,白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H1 ② Sn(s,灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H2 ③ Sn(s,灰)Sn(s,白) △H3=+2.1 kJ·mol-1 下列说法正确的是( ) A. △H1>△H2 B. 锡在常温下以灰锡状态存在 C. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D. 锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏 【答案】D 【解析】 由②-①得③,即ΔH3=ΔH2-ΔH1=+2.1kJ·mol-1可知ΔH1<ΔH2;灰锡在13.2℃转化为白锡,则锡在常温下以白锡状态存在;灰锡转变为白锡是吸热反应;锡制器皿(白锡)长期处于低于13.2℃时,由白锡转变为灰锡时,因体积骤然膨胀,锡器碎裂成粉末,也叫“锡疫”。 21.下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置,其电极反应式为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-。下列有关叙述正确的是( ) A. H2在负极发生氧化反应 B. 该装置中只涉及两种形式的能量转化 C. 氢氧燃料电池中OH-向b极移动 D. P-型半导体连接电池的负极 【答案】A 【解析】 【详解】根据电极反应分析,通入氢气的电极为负极,通入氧气的电极为正极,电子流出的一极为负极。A.氢气在负极发生氧化反应,故正确;B.该装置涉及化学能变成电能,电能变光能和热能,故错误;C.燃料电池中阴离子向负极移动,即向a极移动,故错误;D.P-型半导体连接电池的正极,故错误。故选A。 【点睛】燃料电池中燃料一定在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应。原电池中电子流出的一极为负极,溶液中的阴离子向负极移动。 22.在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是 ( ) ①增大反应物的浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂 A. ①③⑤ B. ②⑤ C. ②③⑤ D. ①③④ 【答案】B 【解析】 增大反应物的浓度和增大压强,只能增大活化分子数,不能增大活化分子百分数,而②和⑤既能增大活化分子数,又能增大活化分子百分数,移去生成物,浓度降低,活化分子和活化分子的百分数都减小,故选:B. 【点评】本题考查外界条件对反应速率的影响,题目难度不大,注意浓度、温度、压强、催化剂对反应速率影响的实质. 23.CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如右图所示。下列结论不正确的是( ) A. 反应开始2分钟内平均反应速率最大 B. 反应4分钟后平均反应速率最小 C. 反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大 D. 反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小 【答案】A 【解析】 试题分析:A.根据图示可知在前2分钟内反应产生CO2的物质的量是0.1mol,在2-4分钟内反应产生0.2molCO2,在4-6分钟内反应产生0.1molCO2 ,所以在第2-4分钟内反应速率最快,错误;B.碳酸钙与盐酸的反应是放热反应,在反应4分钟后由于物质的浓度降低,所以平均反应速率也逐渐减小,由于在相同时间段内反应产生二氧化碳物质的量最小,故该时间段内的反应速率最小,正确;C.碳酸钙与盐酸的反应是放热反应,在开始的不长时间段内,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率逐渐加快,根据图示可知在反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大,正确;D.反应4分钟后盐酸浓度降低,反应速率减小,反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小,正确。 考点:考查图像方法在外界条件对化学反应速率的影响的应用的知识。 24.已知CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH30H(g),现在容积均为l L的a、b、c三个密闭容器中分别充入l molCO和2mol H2的混合气体,控制温度,进行反应,测得相关数据的关系如图l和图2所示。下列说法正确的是( ) A. 该反应的正反应的△H>0 B. 升温或减压,可将b中的平衡状态转变成从c中的平衡状态 C. 反应进行到5min时,a容器中v(正)= v(逆) D. 达到平衡时,a、b、c中CO转化率为b>a>c 【答案】B 【解析】 【详解】A.从图1分析,甲醇的物质的量为0.6mol的曲线先到平衡,说明此反应是在较高的温度下进行的。由图1可知,反应温度升高后,甲醇的物质的量减少,说明正反应为放热反应,故错误;B.升温或减压可以使平衡逆向移动,可将b中的平衡状态变为c中的平衡状态,故正确;C.从图2分析,反应进行到5分钟时,若a容器中的反应到平衡,升温,平衡向逆向移动,甲醇的体积分数应减小,但是图像中给出的是增大,说明a容器中还没有达到平衡状态,故错误;D.温度升高平衡逆向移动,所以温度越高,一氧化碳的转化率越低,所以a、b、c中CO的平衡转化率为a >b> c,故错误。故选B。 【点睛】根据温度升高,反应速率加快,达到平衡的时间缩短,分析曲线和温度的对应关系。根据温度改变对平衡的影响分析,注意在相同的时间内测定体积分数的数值不能反映平衡时的数据,应结合达到平衡的时间长短和移动方向分析。 25.一种生产聚苯乙烯的流程如下: 下列叙述不正确的是( ) A. 苯乙烯的分子式为C8H8 B. 1mol苯乙烯最多可与4molH2发生加成反应 C. 鉴别乙苯与苯乙烯可用Br2的四氯化碳溶液 D. 乙烯、苯和乙苯的分子中所有原子均可处于同一平面 【答案】D 【解析】 A、 苯乙烯的分子式为C8H8,选项A正确;B、1mol苯乙烯最多可与4molH2发生加成反应,选项B正确;C、苯乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色而乙苯不能,故可以用Br2的四氯化碳溶液鉴别乙苯与苯乙烯,选项C正确;D、乙烯、苯的分子中所有原子均可处于同一平面,乙苯中含有乙基,—CH3为四面体形结构,分子中所有原子不可能处于同一平面内,选项D错误。答案选D。 点睛:本题考查苯乙烯的结构和性质,题目难度不大,本题注意从苯和乙烯的结构分析苯乙烯可能具有的结构特点.需要说明的是,苯不具有独立的碳碳双键所应有的加成反应性质,但在特殊情况下,它仍能够发生加成反应,所以人们在写苯分子结构简式的时候,一直在延用着单、双键交替排布的写法。 26.一位同学在复习时遇到这样一道习题:某无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”,加入铝粉后,只产生H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。 (1)加入铝粉产生H2,说明铝具有__________(填“氧化性”或“还原性”)。 (2)该同学分析:若H+大量存在,则NO3-就不能大量存在。 设计实验证实如下: 装 置 现 象 ⅰ. 实验初始,未见明显现象 ⅱ. 过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色 ⅲ. 试管变热,溶液沸腾 ①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是_______________________________。 ②根据现象ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验: 实 验 内 容 现 象 实验1 将湿润KI—淀粉试纸置于空气中 未变蓝 实验2 用湿润KI—淀粉试纸检验浅棕色气体 试纸变蓝 a.浅棕色气体是____________。 b.实验1的目的是_______________________________。 c.实验1、2说明反应生成了NO,将生成NO的离子方程式补充完整: ______Al +______NO3- +_____ _ ==______Al 3++______NO +______ ,_______ (3)再假设:若OH-大量存在,NO3-也可能不能大量存在。重新设计实验证实如下: 装 置 现 象 ⅰ. 实验初始,未见明显现象 ⅱ. 过一会儿,出现气泡,有刺激性气味 为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验:用湿润KI—淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。 ①刺激性气味的气体是____________。 ②产生该气体的离子方程式是____________________________________。 (4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是_________________________________。 (5)实验结果证实:NO3-在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物。试题中的无色溶液一定能大量存在的是_______________。 【答案】 (1). 还原性 (2). 6H+ + Al2O3 == 2Al3+ + 3H2O (3). NO2 (4). 对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能 (5). 1,1,4H+,1,1,2H2O (6). NH3 (7). 8Al +3NO3- + 5OH-+ 2H2O == 3NH3↑+ 8AlO2- (8). 2Al +2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑ (9). Na+、OH- 【解析】 【详解】无色溶液中可能还有“H+、OH-、Na+、NO3-”,加入铝粉后,只产生氢气,因为硝酸有氧化性,则无色溶液中应为氢氧化钠溶液。(1)加入铝粉产生氢气,铝失去电子,具有还原性。(2) ①氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,离子方程式为:6H+ + Al2O3 == 2Al3+ + 3H2O ② 液面上显示浅棕色,一定不是氢气,为氮的氧化物,由将湿润的碘化钾淀粉试纸置于空气中未变蓝,说明碘化钾在空气中不能被氧化,而用湿润的碘化钾淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝,则碘化钾被氧化,即二氧化氮与水反应生成硝酸,再氧化碘离子生成碘单质。a.浅棕色的气体为NO2;b.实验1的目的是对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能。C.铝和氢离子和硝酸根发生氧化还原反应生成硝酸铝和一氧化氮和水,离子方程式为Al +NO3- + 4H+==Al 3++NO +2H2O; (3) ①用湿润的碘化钾淀粉试纸检验,未变蓝,用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,则该气体为NH3;②由上述分析可知,碱性条件下铝和硝酸根离子发生氧化还原反应生成氨气,离子方程式为: 8Al +3NO3- + 5OH-+ 2H2O == 3NH3↑+ 8AlO2-; (4)氢氧化钠溶液中加入铝粉,结果只检验出氢气生成,即反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的方程式为: 2Al +2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑;(5)经过实验证实硝酸根在酸性或碱性条件下都可以氧化铝,生成氮的化合物,但是产物中没有氮的化合物,所以该无色溶液中含有的离子为Na+、OH- 。 【点睛】掌握各物质的性质是关键,一氧化氮是无色气体,二氧化氮是红棕色气体,二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸具有强氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,淀粉遇到碘显蓝色。 27.某化学学习小组欲探究己烷的性质,用己烷进行下利实验: 实验1: 实验2:将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶中。过一段时间,溶液颜色变浅,打开瓶盖瓶口出现白雾。 实验3:根据下图的实验装置进行己烷催化裂化。 请回答下列问题: (1)由实验1 知己烷的物理性质有______________; (2)实验2 中的橙色溶液逐渐变浅的原因是_______; A.己烷与溴发生发生取代反应 B.溴代己烷为无色物质 C.液溴向外挥发浓度降低 D.己烷与液溴发生加成反应 E.液溴与己烷分层,密度大的液溴在下层 (3)试管C中看到的现象是____________________________,说明有_________生成; (4)试写出装置Ⅰ中发生有丙烷生成的裂化反应方程式:___________________________。 【答案】 (1). 己烷比水轻;难溶于水,可溶解溴 (2). AB (3). 酸性高锰酸钾的紫色褪去 (4). 气态烯烃 (5). CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3﹢CH3CH=CH2 【解析】 【详解】(1)溴水和已烷混合后,下层几乎是无色的,且分液后得到橙色溶液,说明己烷比水轻、难溶于水、可溶解溴;(2)由于打开瓶盖瓶口出现白雾,这说明有溴化氢生成,由于已烷是烷烃,烷烃能与溴发生取代反应生成无色溴化烷和溴化氢,因此选AB;(3)已烷裂化有气态的烯烃生成,烯烃含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,即试管C中看到的现象是酸性高锰酸钾的紫色褪去;(4)在一定条件下,已烷裂化生成丙烷和丙烯,反应的方程式为 CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3﹢CH3CH=CH2。 28.NH3是一种重要的化工原料,在生产、生活中用途广泛。 (1)已知: 共价键 H―H N≡N N―H 键能/ kJ·mol-1 436 946 391 注:拆开气态物质中1 mol某种共价键需要吸收的能量,就是该共价键的键能。 N2 (g)+3 H2 (g)2 NH3 (g) DH =_____kJ·mol-1 (2)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入N2和H2发生反应:N2+3H22NH3,测得各组分浓度随时间变化如图8所示。 ①表示c(N2)的曲线是__________(填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)。 ② 0~t0时用H2表示的反应速率:v(H2)=___________________mol·L-1·min-1。 ③ 下列能说明该反应达到平衡的是________。 a.混合气体的压强不再变化 b.2c(H2)= 3c(NH3) c.混合气体的质量不再变化 d.NH3的体积分数不再变化 (3)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示: ① 电极b名称是__________。 ② 电解质溶液中OH-离子向________移动(填“电极a”或“电极b”)。 ③电极a的电极反应式为______________________。 (4)可通过NH3与NaClO反应来制得火箭燃料肼(N2H4)。该反应的化学反应方程式是___________________________________________。 【答案】 (1). -92 (2). 曲线A (3). 0.6/t0 (4). a d (5). 正极 (6). 电极a (7). 2NH3 + 6OH--6e- = N2 + 6H2O (8). 2NH3 + NaClO = N2H4+ NaCl + H2O 【解析】 (1)反应热的焓变△H=反应物总键能-生成物总键能,N2 (g)+3 H2 (g)2 NH3 (g) DH =436×3+946×1-391×6=-92kJ·mol-1,故答案为:-92; (2)①在恒容的密闭容器中充入N2和H2发生反应:N2 +3H2 2NH3,随着反应的进行,氮气的浓度逐渐减小,减小幅度比氢气小,因此表示c(N2)的曲线是曲线A,故答案为:曲线A; ②0~t0时用H2表示反应速率v(H2)== mol·L-1·min-1,故答案为:; ③a.恒容的密闭容器,压强逐渐减小,混合气体的压强不再变化,能说明达到平衡,正确;b.2c(H2)= 3c(NH3)不能说明浓度是否变化,因此不能说明达到平衡,错误;c.根据质量守恒定律,混合气体的质量始终不变,不能说明达到平衡,错误;d.NH3的体积分数不再变化,说明正逆反应速率相等,能说明达到平衡,正确;故选ad; (3)①在燃料电池中通入燃料的为负极,氧气的为正极,则电极a为负极,电极b为正极,故答案为:正极; ②在燃料电池中电解质溶液中OH-离子向电极a移动,故答案为:电极a; ③在燃料电池的负极上发生燃料氨气失电子的氧化反应,则碱性环境下电极a为负极,发生的电极反应为:2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O故答案为:2NH3+6OH--6e-═N2+6H2O。 (4)NH3与NaClO反应来制得火箭燃料肼(N2H4),反应的化学反应方程式为2NH3 + NaClO = N2H4+ NaCl + H2O,故答案为:2NH3 + NaClO = N2H4+ NaCl + H2O。 29.甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为: CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1 (1)已知: △H2=-283 kJ·mol-1 △H3=-242 kJ·mol-1 则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为: _______________________________________________; (2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、 270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答: ①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是__________ ②利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=_____________________。 (3)在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示: 0min 5min 10min CO 0.1 0.05 H2 0.2 0.2 CH3OH 0 0.04 0.05 若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是_________________________;且该条件所改变的量是_______________。 【答案】 (1). CH3OH(g)+3/2O2(g)== CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-651kJ·mol-1 (2). 270℃ (3). 4 L2 /mol2 (4). 增大H2的浓度 (5). 增大了0.1 mol•L-1 【解析】 【详解】(1) ①CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1;②已知: △H2=-283 kJ·mol-1;③ △H3=-242 kJ·mol-1,根据盖斯定律分析,将方程式进行计算,公式为--②+③×2-①即可得热化学方程式为: CH3OH(g)+3/2O2(g)== CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-283-242×2+116=-651kJ·mol-1 ; (2)根据反应CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1分析,该反应为放热反应,温度越高,转化率越低,所以曲线Z对应的温度是 270℃; (3) CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) ,该反应的平衡常数K= ,a点时,一氧化碳的转化率为50%,反应消耗了1mol一氧化碳,消耗2mol氢气,剩余1mol一氧化碳,氢气的物质的量为3-2=1mol,生成1mol甲醇,a点各组分的浓度是甲醇的浓度为1/2=0.5mol/L,一氧化碳的物质的量浓度为1/2=0.5,mol/L,氢气的物质的量浓度为1/2=0.5mol/L,则平衡常数为= = 4 L2 /mol2 (4)反应达到平衡时,根据反应方程式可知各物质的物质的量的关系,一氧化碳的浓度为0.1-0.04=0.06mol/L,氢气的浓度为0.2-0.08=0.12mol/L,10分钟时一氧化碳的浓度减小,氢气的浓度增大,甲醇的浓度增大,则平衡向正反应方向移动,但氢气的浓度增大,说明改变的物理量为增大H2的浓度,氢气的浓度增大了0.2-0.12+0.02= 0.1 mol•L-1。 【点睛】本题考查了盖斯定律和化学平衡移动,难度为化学平衡移动的分析,要结合浓度的改变来确定改变的条件。 30.甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源,当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量,以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下: 反应I CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1 反应Ⅱ CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH2 反应Ⅲ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3 其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,其中K2、K3随温度变化如下表所示: 125℃ 225℃ 325℃ K2 05535 1858 9939.5 K3 1577 137.5 28.14 请回答: (1)反应Ⅱ能够自发进行的条件_______(填“低温”、“高温”或“任何温度”),ΔH1____ΔH3(填“>”、“<”或“=”)。 (2)相同条件下,甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢(反应Ⅱ)的先进之处在于___________________________________________________________________。 (3)在常压、Cat.1催化下,CH3OH和H2O混和气体(体积比1∶1.2,总物质的量2.2mol)进行反应,tl时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。 注:曲线a表示CH3OH的转化率,曲线b表示CO的选择性,曲线c表示CO2的选择性 ① 下列说法不正确的是__________。 A.反应适宜温度为300℃ B.工业生产通常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整 C.己知Cat.2催化剂具有更高催化活性,可提高甲醇平衡转化率 D.添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率 ② 260℃时H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t1时刻H2物质的量随时间的变化曲线。________________ (4)副产物CO2可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,生成甲酸的电极反应式是:___________。 【答案】 (1). 高温 (2). > (3). 甲醇转化率高;产物中氢气含量高,一氧化碳含量低 (4). ABC (5). (6). CO2+2H++2e-==HCOOH 【解析】 【详解】(1)当温度增大时,反应Ⅱ的化学平衡常数K2也增大,说明温度升高有利于反应Ⅱ正向进行,则反应Ⅱ为吸热反应;反应Ⅱ为气体分子数增多的反应,随着反应进行,体系混乱度增大,则反应Ⅱ的熵增,所以反应Ⅱ自发进行的条件是高温,反应Ⅱ可由反应Ⅰ减去反应Ⅲ得到,根据盖斯定律,△H2=△H1-△H3,由于△H2>0,所以△H1>△H3。 (2)比较反应Ⅱ与反应Ⅰ,反应Ⅰ和反应Ⅱ消耗相同的甲醇时,反应Ⅰ产生的氢气更多,同时产生更少的一氧化碳,因此反应Ⅱ的先进之处在于甲醇转化率高,产物中氢气含量高,一氧化碳含量低。 (3). ①A.反应温度在260℃和300℃之间时,甲醇的转化率几乎不发生变化,二氧化碳的选择性降低,一氧化碳的选择性提高,所以反应适合的温度不是300℃,故错误;B.负压相对于大气压降低,相当于大气压对体系加压,有利于反应向压强降低的方向进行,即有利于反应逆向进行,会导致氢气的产率降低,故错误; C.催化剂不能改变化学平衡状态,对于某温度下的平衡转化率,催化剂不能改变该温度下的反应的平衡状态,只能缩短达到平衡的的时间,故错误;D.260℃之前,随着温度升高,甲醇的转化率增大,260之后,随着温度升高,甲醇的转化率几乎不变,说明260℃之前催化剂起着一定的性能,260℃之后催化性能降低,对于260℃之前的过程,添加氧化钙的复合催化剂可提高氢气产率,故正确。故选ABC;②温度升高,化学反应速率加快,达到化学平衡的时间缩短,反应为放热反应,温度升高,不利于化学平衡正向移动,所以平衡时氢气的产量降低,图像应为: (4)二氧化碳可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,碳的化合价降低,二氧化碳发生还原反应,所以电极反应为: CO2+2H++2e-==HCOOH。 【点睛】根据反应Ⅱ的平衡常数与温度变化的关系判断反应Ⅱ的焓变,反应Ⅱ为气体分子数增多的反应,随着反应进行,体系混乱度增大,根据盖斯定律计算分析即可。注意催化剂只能改变反应速率不能改变化学平衡状态。 查看更多