2018-2019学年江西省临川二中、临川二中实验学校高二下学期第三次联考化学试题 解析版
2018--2019学年度下学期第三次考试
高二年级化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Li:7
一、单项选择题(16*3=48分)
1.下列有机物命名正确的是( )
A. CH3CH2C(CH3)2CH3 2,2-甲基丁烷
B. CH3CH(CH3)CH=CH2 3-甲基丁烯
C. CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)OH 3-甲基-2-戊醇
D. CH2Cl-CH2Cl 二氯乙烷
【答案】C
【解析】
【详解】A、CH3CH2C(CH3)2CH3的主链选择为最长的碳链,其名称为2,2-二甲基丁烷,错误;
B、CH3CH(CH3)CH=CH2的主链选择含碳碳双键并且最长的碳链,其名称为3-甲基-1-丁烯,错误;
C、CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)OH的主链选择与羟基相连的碳原子的最长碳链,其名称为3-甲基-2-戊醇,正确;
D、CH2Cl-CH2Cl的名称为1,2-二氯乙烷,错误。
2.科技材料与生活、生产、科技密切相关。下列有关说法正确的是( )
A. 高纤维食物是富含膳食纤维的食物,在人体内都可以通过水解反应提供能量
B. C3H8和CH3CH2OH相对分子质量相近,二者沸点也相近
C. 用于3D打印材料的光敏树酯是纯净物
D. 《本草纲目》中“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,所用的分离操作方法是蒸馏
【答案】D
【解析】
【详解】A、纤维在人体内不会被吸收,不能为人体提供能量,错误;
B、C3H8和CH3CH2OH相对分子质量虽然相近,但CH3CH2OH分子间能形成氢键,导致其沸点较高,而C3H8分子间不存在氢键,故沸点:C3H8
苯酚>HCO3-;
C、HOH中含Si-O-Si的键结构;
D、根据其分子式进行拆分分析。
【详解】A、由此结构简式可知,其分子中含有17个C、含有24个H,含有3个O,故分子式为:C17H24O3,故A不选;
B、因酸性:碳酸>苯酚>HCO3-,故苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳不会生成碳酸钠(强酸制弱酸),故B选;
C、HOH中含Si-O-Si的键结构,可知该有机物由单体 和缩聚而成,故C不选;
D、将甲醇、甲醛、甲醚的分子式分别改写成CH2(H2O)、C(H2O)、C2H4(H2O),等质量的甲醇、甲醛、甲醚完全燃烧时的耗氧量相当于等质量的CH2、C、C2H4燃烧耗氧量判断,根据等质量烃中氢质量分数越高,其完全燃烧耗氧量越高可判断,甲醛所需耗氧量最少。
11.聚乙炔衍生物分子M的结构简式及M在稀硫酸作用下的水解反应如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A. M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B. B中含有羧基和羟基两种官能团,能发生消去反应和酯化反应
C. A、B、C各1mol分别与金属钠反应,放出气体的物质的量之比为1:2:2
D. 1molM与热的烧碱溶液反应,可消耗2nmolNaOH
【答案】C
【解析】
【分析】
M中含-COOC-,水解得到A为,C为HOCH2CH2OH,B为,据此分析作答。
【详解】A、M、A中均含碳碳双键,则均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,故A不选;
B、B中含-OH、-COOH,与-OH相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,故其可发生消去反应,-OH、-COOH可发生酯化反应,故B不选;
C、由2-COOH~H2,2-OH~H2↑可知,A、B、C各1mol分别与金属钠反应,放出的气体的物质的量之比为0.5n:1:1=n:2:2,故C选;
D、1molM 中含2nmol-COOC-,则1molM与热的烧碱溶液反应,可消耗2nmol的NaOH,故D错误。
12.一种新型的“锂-呼吸CO2电化学装置”的结构如下图所示,下列说法正确的是( )
A. 该装置可由电能转变为化学能
B. 每生成20.4gLi2C2O4,有0.4molLi+从正极迁移至负极
C. 正极的电极反应为:C2O42--2e-=2CO2
D. 利用该技术可减少温室气体CO2的排放
【答案】D
【解析】
【分析】
A、该新型的“锂-呼吸CO2电化学装置”属于原电池,根据原电池的能量转化来回答;
B、原电池中阳离子移向正极;
C、正极上发生得电子的还原反应;
D、该装置可以将二氧化碳转化为草酸根离子,据此回答。
【详解】A、该新型的“锂−呼吸CO2电化学装置”属于原电池,可以将化学能转化为电能,故A错误;
B、正极上发生得电子的还原反应2CO2+2e−===C2O42−,可以知道装置转移电子2mol得到1molLi2C2O4,每生成10.2g即0.1molLi2C2O4,有0.2molLi+从负极迁移至正极,故B错误;
C、正极上发生得电子的还原反应2CO2+2e−=== C2O42−,故C错误;
D、该装置可以将二氧化碳转化为草酸根离子,利用该技术可减少温室气体CO2的排放。
13.一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),设起始=Z,在恒压下,平衡时(CH4)的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应的焓变△H<0
B. 图中Z的大小为a>3>b
C. 图中X点对应的平衡混合物中>3
D. 温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小
【答案】C
【解析】
【分析】
A、由图可知,温度越高,φ (CH4)的体积分数越小,则升高温度,平衡正向移动;
B、起始=Z,Z越大,即H2O促进CH4转化的程度越大,φ (CH4)的体积分数越小;
C、起始=Z,转化时CH4(g)、H2O(g)以等物质的量转化;
D、该反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动
【详解】A、由图可知,温度越高,φ (CH4)的体积分数越小,则升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,该反应的焓变△H>0,故A错误;
B、起始=Z,Z越大,即H2O促进CH4转化的程度越大,φ (CH4)的体积分数越小,则图中Z的大小为b>3>a,故B错误;
C、起始=Z,转化时CH4(g)、H2O(g)以等物质的量转化,则X点对应的平衡混合物中>3,故C正确;
D、该反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,则温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)增大,故D错误;故选C。
【点睛】当可逆反应中反应物有多种气体时,增加某种气体的含量,则该气体自身转化率下降,而其余气体的转化率升高;当投料比的最简比=化学计量数之比时,生成物的体积分数最大。
14.向VmL0.1mol/L氨水中滴加等物质的量浓度的稀H2SO4,测得混合溶液的温度和pOH[pOH=-lgc(OH-)]随着加入稀硫酸的体积的变化如图所示(实线为温度变化,虚线为pOH变化),下列说法不正确的是( )
A. a、b、c三点由水电离的c(H+)依次减小
B. V=40
C. b点时溶液的pOH>pH
D. a、b、d三点对应NH3·H2O的电离常数:K(b)>K(d)>K(a)
【答案】A
【解析】
【分析】
向V mL 0.1mol/L氨水中滴加等物质的量浓度的稀H2SO4,反应放热,溶液的温度升高,当二者恰好完全反应时,放热最多,溶液的温度最高,所以硫酸的体积为20mL时,恰好完全反应。
A、酸碱溶液抑制了水的电离,铵根离子水解促进了水的电离;
B、根据硫酸的物质的量计算氨水的体积;
C、b点时硫酸与氨水恰好反应生成硫酸铵,溶液显酸性;
D、升高温度促进NH3•H2O的电离,电离常数增大。
【详解】向V mL 0.1mol/L氨水中滴加等物质的量浓度的稀H2SO4,反应放热,溶液的温度升高,当二者恰好完全反应时,放热最多,溶液的温度最高,所以硫酸的体积为20mL时,恰好完全反应。
A、b点硫酸与氨水恰好反应生成硫酸铵,此时铵根离子水解促进了水电离,则b点水的电离程度最大;a点加入10mL硫酸,氨水过量使溶液呈碱性,c点加入40mL硫酸,硫酸过量使溶液呈酸性,c点氢离子浓度大于a点氢氧根离子浓度,则水的电离程度a>c,所以水的电离程度大小为:b>a>c,故A选;
B、硫酸的体积为20mL时,恰好完全反应,则消耗硫酸的物质的量为0.1mol/L×0.02L=0.0002mol,则氨水的物质的量为0.004mol,所以氨水的体积为:,即V=40,故B不选;
C、b点时硫酸与氨水恰好反应生成硫酸铵,溶液显酸性,则c(H+)>c(OH−),所以pOH>pH,故C不选;
D、升高温度促进NH3⋅H2O的电离,电离常数增大,由图可知,温度:b>d>a,则a、b、d三点NH3⋅H2O的电离常数:K(b)>K(d)>K(a),故D不选;
15.某地海水中主要离子的含量如下表,现利用“电渗析法”进行淡化,技术原理如图所示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是( )
A. 甲室电极反应式为:2Cl--2e-= Cl2↑
B. 当戊室收集到22.4L(标准状况)气体时,通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2mol
C. 乙室和丁室中部分离子的浓度增大,淡水的出口为b
D. 淡化过程中易在戊室形成水垢
【答案】B
【解析】
【分析】
A、Cl-放电能力大于OH-;
B、戊室收集到22.4L即1molH2,转移电子2mol,通过甲室阳膜的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+等;
C、阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过,电解时丙室中阴离子移向乙室,阳离子移向丁室,所以丙室中物质主要是水;
D、开始电解时,甲室为阳极,氯离子放电生成氯气,戊室为阴极,水得电子生成氢气同时生成OH-,生成的OH-和HCO3-反应生成CO32-,Ca2+转化为CaCO3沉淀。
【详解】A、Cl−放电能力大于OH−,所以阳极的电极反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑,故A不选;
B、戊室收集到22.4L即1molH2,转移电子2mol,而通过甲室阳膜的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+等,所以通过甲室阳膜的离子的物质的量一定小于为2mol,故B选;
C、阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过,所以电解时丙室中阴离子移向乙室,阳离子移向丁室,所以乙室和丁室中部分离子的浓度增大,丙室中物质主要是水,淡水的出口应为b,故C不选;
D、开始电解时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上水得电子生成氢气同时生成OH−,生成的OH−和HCO3−反应生成CO32−,Ca2+转化为CaCO3沉淀,所以电解一段时间后阴极区会发生反应:Ca2++OH−+HCO3−=CaCO3↓+H2O,故D不选。
16.在一定温度下,AgCl与AgI的饱和溶液中存在如下关系,下列说法正确的是( )
A. AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)在该温度下的平衡常数K=2.5×106
B. 向0.1mol/LKI溶液中加入AgNO3溶液,当I-刚好完全沉淀时,c(Ag+)=2×10-12mol/L
C. 向AgCl、AgI的饱和溶液中加入氢碘酸溶液,可使溶液由A点变到B点
D. 向2mL0.01mol/LAgNO3溶液中加几滴0.01mol/LNaCl溶液,静置片刻,再向溶液中加几滴0.01mol/LKI溶液,有黄色沉淀生成,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
【答案】A
【解析】
根据图中数据可知:Ksp(AgCl)= c(Ag+ ) c(Cl- )= 10-5×2 ×10-5=2×10-10,Ksp(AgI)= c(Ag+ ) c(I-)= 10-5×8 ×10-12=8×10-17。A. AgCl(s) +I-(aq)AgI(s) +Cl-(aq),在该温度下的平衡常数K=====2.5×106,选项A正确;B. 向0.1mol/LKI溶液中加入AgNO3 溶液,当I-刚好完全沉淀时,c(Ag+ )==8×10-12mol/L,选项B错误;C. 向AgCl、AgI的饱和溶液中加入氢碘酸溶液,AgCl转化为AgI,氯离子浓度降低,不可能使溶液由A点变到B点,选项C错误;D. 向2 mL0.01mol/LAgNO3
,溶液中加几滴0.01mol/L NaC1溶液,静置片刻,再向溶液中加几滴0.01mol/LKI溶液,过量的银离子与碘离子反应,有黄色沉淀生成,而不一定是氯化银转化为碘化银,不能说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),选项D错误。答案选A。
点睛:本题考查难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化,注意难溶电解质的溶度积的计算。Ksp(AgI)= c(Ag+ ) c(I-),结合溶度积判断沉淀是否转化,易错点为选项D,,过量的银离子与碘离子反应,有黄色沉淀生成,而不一定是氯化银转化为碘化银,不能说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
二、非选择题(52分)
17.—氯甲烷是一种重要的化工原料,常温下它是无色有毒气体,微溶于水,易溶于乙醇、CCl4等。
(1)某小组同学在实验室用如图所示装置模拟催化法制备和收集一氯甲烷。
①装置B的主要作用是_____。
②以无水ZnCl2为催化剂,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为____。如果实验时圆底烧瓶加热时间过长,最终在瓶底得到一种白色物质,该物质的化学式是____。
③收集到的CH3Cl气体在氧气中充分燃烧,产物用过量的V1mLc1mol/LNaOH溶液充分吸收,以甲基橙作指示剂,用c2mol/L盐酸标准液对吸收液进行滴定,最终消耗V2mL盐酸,则所收集CH3Cl的物质的量为_____mol。(已知:2CH3Cl+3O2=2CO2+2H2O+2HCl)
(2)查阅资料可知:AgNO3的乙醇溶液可以检验CH3X中的卤素原子。相关数据如下表:
化学键
C-Cl
C-Br
键能/(kJ·mol-1)
330
276
化合物
AgCl
AgBr
Ksp
1.8×10-10
5×10-13
①CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中,除有沉淀生成外,还生成硝酸甲酯,请写出硝酸甲酯的结构简式:_____。
②设计实验证明HBr是强酸:____(简要说明实验操作、现象和结论)
③CH3Cl和CH3Br的混合气体通入AgNO3的乙醇溶液中,先出现淡黄色沉淀。请依据表中的键能和Ksp数据解释原因:____。
【答案】 (1). 除去HCl气体 (2). CH3OH+HClCH3Cl+H2O (3). Zn(OH)2(或ZnO) (4). (c1V1-c2V2)×10-3 (5). CH3ONO2 (6). 常温下,测0.1mol/L的HBr溶液的pH=1或测NaBr溶液的pH=7等(合理即可) (7). C-Br键的键能小,更容易断裂,同时溴化银的溶度积更小,更容易形成溴化银沉淀
【解析】
【分析】
(1)①氯化氢易挥发,所以要用水除去一氯甲烷中的氯化氢;
②甲醇与浓盐酸在氯化铝作催化剂的条件下发生取代反应生成一氯甲烷和水,氯化锌加热时间过长会水解生成氢氧化锌或氧化锌;
③根据题意,一氯甲烷燃烧产生氯化氢,根据与之反应的氢氧化钠的物质的量可求得氯化氢的物质的量,进而确定一氯甲烷的物质的量;
(2)根据题意,CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中,能生成硝酸甲酯和AgX;
①根据有机酸酯类比写出硝酸甲酯的结构简式;
②强酸在水中完全电离,据此设计实验;
③根据沉淀的溶解平衡以及键能参数可知,键能小的化学键更易断裂,并且形成沉淀时,优先形成溶度积小的,据此答题。
【详解】(1)①氯化氢易挥发,所以要用水除去一氯甲烷中的氯化氢,所以装置B的主要作用是除去氯化氢气体;
②甲醇与浓盐酸在氯化锌作催化剂的条件下发生取代反应生成一氯甲烷和水,反应的化学方程式为CH3OH+HClCH3Cl+H2O;加热时间过长会导致氯化锌水解生成氢氧化锌或氧化锌沉淀,化学式为Zn(OH)2或ZnO,
③根据题意,与氯化氢反应的氢氧化钠的物质的量为c1V1×10-3mol-c2V2×10-3mol,所以一氯甲烷燃烧产生氯化氢的物质的量为c1V1×10-3mol-c2V2×10-3
mol,则一氯甲烷的物质的量为(c1V1-c2V2)×10-3mol;
(2)①硝酸甲酯的结构简式为:CH3ONO2;
②若HBr为强酸,则HBr在水中能够完全电离,并且其形成的强碱盐不会水解,据此可设计实验为:常温下,测0.1mol/L的HBr溶液的pH=1或测NaBr溶液的pH=7等(合理即可);
③依据表中数据可知,C-Br键的键能小,更容易断裂,同时溴化银的溶度积常数更小,溴化银更容易形成沉淀,所以先出现淡黄色溴化银沉淀;
故答案为:C-Br键的键能小,更容易断裂,同时溴化银的溶度积更小,更容易形成溴化银。
18.Ⅰ.室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液的体积变化),实验数据如下表:
实验序号
起始浓度/(mol·L-1)
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
请回答:
(1)HA溶液和KOH溶液反应的离子方程式为_____。
(2)下列关于反应后的溶液说法不正确的是____(填字母)。
a.实验②反应后溶液中只存在着两个平衡
b.实验②反应后溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1mol·L-1
c.实验②反应后溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
d. 实验①反应后的溶液中由水电离出的c(OH-)=10-9mol·L-1;x>0.2mol·L-1
Ⅱ.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-572kJ·mol-1。某氢氧燃料电池以疏松多孔石墨棒为电极,KOH溶液为电解质溶液。
(3)写出该电池工作时负极的电极反应式____。
(4)若该氢氧燃料电池每释放228.8kJ电能时,会生成1mol液态水,则该电池的能量转化率为____。
【答案】 (1). HA+OH-=A-+H2O (2). a d (3). H2+2OH--2e-=2H2O (4).
)80%
【解析】
【分析】
(1)HA溶液和KOH溶液反应生成水和KA,据此书写离子反应方程式;
(2)a、HA为弱酸中A-存在电离平衡和水解平衡,水存在电离平衡,据此进行分析;
b、溶液中存在电荷守恒,即c(K+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),溶液呈中性,即c(OH-)=c(H+),则c(K+)=c(A-),所以c(A-)+c(HA)>c(K+),据此进行分析;
c、据电荷守恒进行分析;
d、反应①结束后,溶液中溶质为KA,会促进水的电离;实验②结束后溶液为中性,说明酸过量;
(3)负极失去电子方式氧化反应,据此进行分析;
(4)根据热化学反应方程式计算生成1mol水放出的能量,再利用燃料电池释放228.8kJ电能来计算电池的能量转化率。
【详解】(1)HA溶液和KOH溶液反应生成水和HA,故化学方程式为HA+KOH=KA+H2O,故离子反应方程式为HA+OH−===A−+H2O,
(2)a、实验②反应后溶液中有HA和KA两种溶质,HA为弱酸、存在电离平衡,A−存在水解平衡,水存在电离平衡,故溶液中存在着三个平衡而不是两个平衡,故a选;
b、实验②反应后溶液中存在电荷守恒,即c(K+)+c(H+)=c(A−)+c(OH−),溶液呈中性,即c(OH−)=c(H+),则c(K+)=c(A−),所以c(A−)+c(HA)>c(K+),c(K+)=0.5c(KOH)=0.1mo1⋅L−1,则c(A−)+c(HA)>0.1mo1⋅L−1,故b不选;
c、溶液中存在电荷守恒,即c(K+)+c(H+)=c(A−)+c(OH−),溶液呈中性,即c(OH−)=c(H+),则c(K+)=c(A−),溶液呈中性,KA为强碱弱酸盐,显碱性,要想使溶液呈中性,则增加HA的浓度,即c(K+)=c(A−)>c(OH−)=c(H+),故c不选;
d、反应①结束后,溶液中溶质为KA,A-水解会促进水的电离,溶液中c(H+)=10-9mol/L,故c(OH-)水=c(OH-)==10-5mol/L;反应②结束后,pH=7,即HA过量,即x>0.2;故d选;故答案为:ad;
(3)负极失去电子方式氧化反应,故电极反应方程式为H2+2OH−−2e−=2H2O;
(5)由2H2(g)+O2(g)═2H2O(I) △H=−572kJ·mol−1
可知,生成1mol水时放出的热量为572KJ×0.5=286kJ,则电池的能量转化率为为×100%=80%。
19.镓是一种低熔点、高沸点的稀有金属,有“电子工业脊梁”的美誉,被广泛应用到光电子工业和微波通信工业;镓(Ga)与铝位于同一主族,金属镓的熔点是29.8℃,沸点是2403℃。
(1)工业上利用Ga(l)与NH3(g)在1000℃高温下合成半导体固体材料氮化镓(GaN),同时生成氢气,每生成1molH2时放出10.3kJ热量。写出该反应的热化学方程式:____。
(2)在密闭容器中,充入一定量的Ga与NH3发生反应,实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强p和温度T的关系曲线如图甲所示。
①图甲中A点和C点化学平衡常数的大小关系:KA____(填“<”“=”或“>”)KC,理由是____
②该反应在T1和p6条件下,在3min时达到平衡,此时改变条件并于D点处重新达到平衡,H2浓度随反应时间的变化趋势如图乙所示(3~4min的浓度变化未表示出来),则改变的条件为_____(仅改变温度或压强中的—种)。
(3)若用压强平衡常数Kp表示,此时B点对应的Kp=___(用含p6的式子表示)。(Kp为压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,气体平衡分压=总压×气体体积分数)
(4)电解精炼法提纯镓的具体原理如下:以粗镓(含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH溶液为电解质。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子的氧化性顺序:Zn2+
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