第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
8.1.1 金属矿物的开发利用
。
(2)电解法:位于金属活动性顺序表中氢前
面的钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强,
1.金属元素在自然界中的存在形式 这些金属单质都很容易失去电子,而其对应的阳
极少数化学性质不活泼的金属,在自然界中
离子则氧化性很弱,很难得到电子,因此用一般
能以 存在,如金和铂以及少量的银和铜。 的方法和一般的还原剂很难将它们从其化合物
化学性质比较活泼的金属,在自然界中总是以
中还原出来,而只能用通电分解其熔融盐或氧化
存在。这显然和金属的 紧密 物的方法来冶炼。请你写出冶炼铝、钠的反应的
相关。
化学方程式: 、
2.金属冶炼的原理和实质 。
金属冶炼的原理:利用氧化还原反应的原 (3)热还原法:适用于冶炼位于金属活动性
理,在一定条件下,用还原剂或者加热、电解等方
顺序表中部的金属,常用的还原剂有焦炭、一氧
法把金属化合物还原为金属单质。
化碳、氢气、活泼金属(如铝)等,多数金属的冶炼
得到电子
金属冶炼的实质:金属离子 →金属单 过程属于热还原法。请你写出冶炼铁、钨、铅、铬
质,即 Mn++ne- →M。 的反应的化学方程式: 、
3.不同金属适用的冶炼方法 、 、
(1)热分解法:适用于冶炼金属活动性顺序 。
表中位置靠后的不活泼的金属,如汞、银等不活 4.合理开发和利用金属资源
泼金属,它们在金属活动性顺序表中位于氢的后 (1)提高金属矿物的利用率。
面,其阳离子得到电子的能力很强,所以其还原 (2)开发环保高效的金属冶炼方法。
条件也较容易达到,它们的氧化物受热就能分解 (3)防止金属的腐蚀。
得到单质。请你写出冶炼汞、银的反应的化学方 (4)加强废旧金属的回收和再利用。
程式: 、 (5)使用其他材料代替金属材料,等等。
·80·
【核心突破】 的合金。
1.金属冶炼方法与金属活动性的关系
金属的活动性 KCaNaZnFeSn
HgAg PtAu
顺序 MgAl Pb(H)Cu
【典例1】 冶炼金属一般有下列四种方法:
金属原子失电
强→弱 焦炭法; 水煤气(或氢气,或一氧化碳)法;
子能力 ① ②
活泼金属置换法; 电解法,四种方法在工业
金属离子得电 ③ ④
弱→强
子能力 上均 有 应 用。古 代 有(Ⅰ)火 烧 孔 雀 石 炼 铜,
、 (Ⅱ)湿法炼铜;现代有( )铝热法炼铬,( )从自然界中的存 多数是化合态 Ⅲ Ⅳ
化合态 游离态
在形态 极少数是游离态 光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼方法的分析
热还 热分 物理 中不正确的是 ( )
主要冶炼方法 电解法
原法 解法 方法 A . (Ⅰ ) 用 ① B . (Ⅱ ) 用 ②
C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④
2.几种常用金属冶炼方法的比较
变式1 工业上冶炼金属一般用热分解法、
方法名称 举例 主要特点
热还原法和电解法。你认为选择方法的主要依
△
2Ag2O 4Ag+O2↑ 适合 冶 炼 活 动 据是 ( )
热分解法
△
2HgO 2Hg+O ↑
性较差的金属 A.金属在自然界的存在形式2
高温 冶炼 的 金 属 为 B.金属元素在地壳中的含量CO作 Fe2O3 +3CO 合金(含碳),生 C.金属熔点的高低
还原剂 2Fe+3CO2 产成本较低 D.金属阳离子得电子的能力
H 作 高温2 WO+3H W+ 冶炼 金 属 纯 度3 2 【典例2】 用铝热法还原下列化合物,制得
还原剂 3H2O 较高,成本较高 金属各1mol时,消耗铝最少的是 ( )
热 高温Cr2O3+2Al 2Cr+ A.MnO B.WO
还 冶炼难熔金属,
2 3
Na、Mg、AlAl2O3
纯度较高,成本 C.Co3O4 D.CrO3原 作还原剂 高温
4Na + TiCl4 较高 变式2 铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、法
4NaCl+Ti V、Mn等),这不是因为 ( )
高温
2ZnO+C 2Zn+ A.铝具有还原性
冶炼 金 属 成 本
C作 CO2↑ B.铝具有导电性
较低,易形成合
还原剂 高温2CuO+C 2Cu+ 金( 铝较 、 、 等价格便宜含碳) C. CrV Mn
CO2↑ D.冶炼反应放出大量的热
2Al2O3 (熔 融 ) 金属纯度高,耗
电解法 电解 电量大,生产成
冰 晶 4Al+3O石 2↑ 本高
特别提示 炼铁时,CO来源于焦炭与空气 1.有关金属的冶炼原理,下列说法中正确
中O2 的反应,会使金属中含有碳元素,形成含碳 的是 ( )
·81·
A . 肯 定 发 生 的 是 置 换 反 应 6.能用铝作原料来冶炼难熔的金属是因为
B.肯定发生的是分解反应 ( )
C.肯定发生的是还原反应 A.铝的密度小,熔点较低
D.只能用金属作还原剂冶炼金属 B.铝在空气中燃烧放出大量的热
2.从石器时代、青铜器时代到铁器时代,金 C.铝在金属活动性顺序表中排在较前面
属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表 D.铝具有还原性,发生铝热反应时放出大
示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所 量的热
以有先后,主要取决于 ( ) 7.孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2,某
同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下:
①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸;
②将反应后的混合物过滤;
③向滤液中加入一种金属粉末。A.金属的化合价高低
根据上述实验方案,请回答下列问题。
B.金属的活动性强弱
(1)第①步反应中的现象为C.金属的导电性强弱
D.金属在地壳中的含量多少
。
。 (2)第③步加入的金属粉末是 ,理3.中华民族有着光辉灿烂的发明史 下列
由是 。
发明创造中不涉及化学反应的是 ( )
(3)若向滤液中加入过量生石灰后,过滤,将A.用胆矾炼铜
沉淀加热灼烧后再通入
B.用铁矿石炼铁
(气体),可制得
较纯净的铜。
C.烧结黏土制陶瓷
D.打磨磁石制指南针
4.金属锂是密度最小的金属,等质量的金属
锂能释放出更多的电子,故常用来制造高能量电
1.分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属,下
池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则下列方
列关于所得金属纯度的说法中正确的是 ( )
法中, 能用来冶炼金属锂的是 ( )
A.用氢气的纯度高 B.用金属的纯度高
A.电解法 B.热还原法
C.二者相同 D.无法比较
C.热分解法 D.铝热法
2.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼,下
5.下列反应原理中,不符合工业冶炼金属实
列说法中不正确的是 ( )
际情况的是 ( )
A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中,
△
A.2Ag2O 4Ag+O2↑ 钠离子被还原,氯离子被氧化
电解
B.2Al2O3(熔融) 4Al+3O ↑ B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都冰晶石 2
发生还原反应
电解
C.2MgO 2Mg+O2↑ C.用磁铁矿炼铁的反应中,1molFe3O4 被
高温
D.4CO+Fe3O4 3Fe+4CO -2 CO还原成Fe,转移9mole
·82·
D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能 (1)写出反应生成单质铁的化学方程式:
使铁熔化 。
3.下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属 (2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕
元素还原为金属单质的是 ( ) 色逐渐变黑,请设计一个实验来验证生成了单质
A.加热Al2O3 铁: 。
B.加热 HgO (3)装置末端气球的作用为
C.电解熔融NaCl 。实验结束时,应该先停
D.铝粉和Fe2O3 共热 止加热还是先停止通入CO 请说明原因:
4.要使3.2g氧化铁完全被还原,事先应准 。
备在标准状况下的CO体积为 ( ) 8.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,
A.1344mL B.672mL 钛白(TiO2)是很好的白色颜料。制备 TiO2 和
C.大于1344mL D.小于672mL Ti的原料是钛铁矿。用含Fe2O3 的钛铁矿(主
5.我国古代炼丹理论家魏伯阳所著的《周易 要成 分 为 FeTiO3)制 备 TiO2 的 流 程 如 下 图
参同契》是世界上现存最早的一部阐述炼丹理论 所示。
的著作。书中写道:“金入于猛火,色不夺精光。”
这句话的意思是指黄金的性质在强热条件下
( )
A.活泼 B.稳定
C.易氧化 D.易还原
6.下列说法中错误的是 ( ) (1)步骤①加Fe的目的是 ;
A.对废旧金属的最好的处理方法是回收、 步骤②冷却的目的是 。
再利用 (2)上述制备TiO2 的过程中,可以利用的副
B.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼 产物是 ;考虑成本和废物综
三步 合利用的因素,水浸后废液中应加入
C.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液 处理。
D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢 (3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)涉及的
气和活泼金属等 步骤为:
7.铁是目前应用最广泛的金属,人类很早就 MgTiO2 →TiCl4 Ti800℃,A→r
学会了炼铁,迄今为止,人类研制出了很多炼铁
高温
的方法。某研究性学习小组在实验室中模拟工 反应TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti在Ar气
业炼铁的过程,实验装置如下图所示。 氛中进行的理由是 。
·83·
8.1.2 海水资源的开发利用
一、海水资源的利用及溴、碘的提取
1.海水水资源的利用主要包括 和
直接利用海水进行 等。
海水淡化的方法主要有 、 (2)主要的化学原理是 。
和 等。其中 的历史最久,技术 二、从海水中提取镁
和工艺也比较成熟。
1.反应流程
2.从海水中提取溴
(1)流程
2.有关反应的化学方程式
高温
①CaCO3 CaO+CO2↑
②CaO+H2O Ca(OH)2
③MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+
(2)过程 CaCl2
①氧化:用Cl 氧化海水中的Br-2 ,反应的离 ④Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O
子方程式为 。 HCl
⑤MgCl2·6H2O MgCl2+6H2O
②吹出:用空气将生成的Br2 吹出。 △
电解
③吸 收:用 SO2 作 还 原 剂 使 Br2 转 化 为 ⑥MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
HBr,以使其与空气分离,反应的化学方程式为 【核心突破】
。 海水的综合利用
④蒸馏:再用Cl2 将 HBr氧化为Br2 后蒸馏
分离。
3.海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元
素,以离子的形式存在。
(1)从海藻中提取碘的实验流程如图所示。
·84·
【典例2】 下表所示的是氧化镁和氯化镁的
熔、沸点数据。
物质 氧化镁 氯化镁
【典例1】 溴有“海洋元素”之称,海水中溴 熔点/℃ 2852 714
的含量为65mg·L-1。某化学兴趣小组在实验 沸点/℃ 3600 1412
室模拟海水中溴的提取,实验方法如下。
请参考以上数据分析,从海水中提取镁,正
实 验 方 法 :将 适 量 新 制 氯 水 加 入 20 mL富含
确的方法是 ( )
溴离子的海水中(海水可以用0.1mol·L-1的 NaOH 通电
), 海水 ( )NaBr溶液代替 把溴置换出来。 A. →MgOH 2 →Mg
NaOH
氯水中的氯气作 剂,反应的离子方 B.海水 →MgCl2 溶液→MgCl2 晶体
程式为 。 通电→Mg
得到的单质溴可以用有机溶剂在 (填仪 石灰乳 灼烧
海 水 (
) , C. → Mg OH
)2 → MgO
器名称 中实现萃取富集 萃取试剂用 、苯
通电
等,得到的有机层显 色。 →Mg
变式1 从海带中提取碘的实验过程涉及下 石灰乳 HClD.海水 →Mg(OH)2 →MgCl2 溶液
列操作,其中正确的是 ( ) HCl气流 通电
→MgCl2(熔融) →Mg
变式2 从海水中提取镁的主要流程如下图
所示。
A.将海带灼烧成灰
下列说法中正确的是 ( )
①试剂 M 是盐酸 ②流程中的反应全部都
是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤- ④用B.过滤得含I 溶液
海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制 Mg(OH)2
⑤电解熔融 MgCl2 比电解熔融的 MgO制金属
镁更节约能量
A.①②③④⑤ B.②③
C.放出碘的苯溶液 C.④⑤ D.①④⑤
1 . 下 列 说 法 中 没 有 科 学 性 错 误 的 是 ( )
D.分离碘并回收苯 A. 漂粉精可令所有有色物质黯然失
·85·
“色”,没有最白,只有更白 A.海水中的元素种类很多,富集程度大
B.液态氯化氢是100%的盐酸,其 H+浓度 B.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析
极大 法、反渗透法等
C.CaCl2 具有吸水性和潮解性,夏日里用 C.海水中 除 H2O 外,还 含 有 Cl、Na、K、
CaCl2 的水溶液喷洒柏油路,可有效地保护路面 Mg、Ca、S、F等多种元素的化学资源
D.氯元素有毒,禁入口中 D.由于与岩石、大气和生物相互作用,海水
2.从海水中提取下列物质,可以不涉及化学 中溶解和悬浮着大量无机物和有机物
变化的是 ( ) 7.某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩
A.Mg B.NaCl 液(富含 K+、Mg2+、Br-、SO2-4 、Cl- 等)来制取
C.Br2 D.K 较纯净的氯化钾晶体及液溴,他们设计了如下图
3.下列关于海水资源利用的认识中,错误 所示的流程。
的是 ( )
A.海水中金、锶、碳、铜、铁等元素属于微量
元素
B.海底多数金属结核矿含有铁、锰、钴等多
种金属元素
C.通过蒸馏法、电渗析法、反渗透法等可以 回答下列问题。
实现海水的淡化 (1)操作Ⅱ的名称是 ;要从橙色液
D.海水提溴过程溴元素依次发生氧化反 体中分离出溴,所采取的操作需要的主要玻璃仪
应、还原反应、氧化反应
器除酒精灯、温度计、冷凝管、牛角管(接引管)、
4.下列实验室的操作中类似“海水晒盐”原 锥形瓶外,还需要 。
理的是 ( ) (2)已知试剂 X是BaCl2 溶液,Y是 KOH
A.蒸馏 B.蒸发 溶液,则试剂Z的化学式为 ;检验SO2-4
C.过滤 D.搅拌 已被除尽的方法是 。
5.如果通过海水淡化来供给居民饮用水,下 (3)操作Ⅲ的具体操作步骤:将溶液D倒入
列方法中在原理上完全不可行的是 ( ) 中并置于三脚架上加热,同时用玻璃棒
A.加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化 不断搅拌,直到 时,停止加热。
B.利用太阳能使海水升温,通过蒸馏而使其 (4)某同学用如图所示的实验装置制取氧化
淡化 剂Cl2 并将其通入盐湖苦卤中。
C.将海水缓慢降温凝固以获取淡水
D.将海水通过离子交换树脂以除去各种
离子
6.海洋是非常巨大的资源宝库。下列有关
海洋资源开发和利用的说法中不正确的是 装置b在实验中的作用是 。若把
( ) 上述装置中的a、b作为气体的发生、收集装置,
·86·
装置c可任意改进,则根据下列提供的药品,用 C.②④①③⑤ D.③①②⑤④
这套装置还可以制取的气体是 (填序 5.从海水中可以提取镁,第一步是使海水中
号)。 的 Mg2+转化为 Mg(OH)2 沉淀。从化学知识的
①制NH3:浓氨水和碱石灰 ②制SO2:Cu 角度和经济效益的角度考虑,可在海水中加入的
片和浓硫酸 ③制 NO:Cu片和稀硝酸 ④制 物质是 ( )
O2:MnO2 和双氧水(H2O2 溶液) A.NaOH B.KOH
若用上述装置中的a、b制取并收集NO,应 C.CaO D.Na2O
将装置b如何改进 。 6.从海水中提取金属镁的操作步骤有:①浓
缩结晶,②加熟石灰,③加盐酸,④过滤,⑤熔融
电解。正确的操作顺序是 ( )
A.①②③④⑤ B.⑤④③①②
1.许多国家十分重视海水资源的综合利用, C.②④③①⑤ D.③④②①⑤
不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 7.海水约占地球总储水量的97%,若把海
( ) 水淡化和化工生产结合起来,既可解决淡水资源
A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝 缺乏的问题,又可充分利用海洋资源。
C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水 (1)海水中存在大量的氯化钠,氯化钠中的
2.下列关于海水知识的说法中不正确的是 金属元素位于元素周期表的第 族。
( ) (2)目前,国际上使用的海水淡化主要技术
A.海水资源的利用包括海水水资源利用和 之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸气,蒸气
化学资源利用 经冷却而得高纯度淡水。由此可判断蒸馏法是
B.海水既苦又涩,不能直接利用 (填“物理变化”或“化学变化”)。
C.海水中某些金属元素总储量很大,但富 (3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要
集程度却很低 电解的化工产品,反应式为:食盐+H2O →NaOH+
D.海水淡化应与化工生产结合,与能源技 H2↑+Cl2↑(未配平),该反应中食盐的化学式
术结合 是 ;利用电解所得气体制36.5%的浓盐
3.海水提溴过程中将Br-氧化成Br2,可向 酸1000t,最少需消耗食盐 t。
其中加入氧化剂,合适的是 ( ) (4)有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯
A.酸性KMnO4 溶液 B.氯水 化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫
C.FeCl3 溶液 D.碘水 的方法。该方法流程如下图所示。
4.某同学设计实验从海带中提取碘,部分操
作过程如下:①滴加稀硫酸和双氧水,②在海带
中加入少量酒精,点燃使其燃烧为灰烬,在灰烬
中加水搅拌,③加四氯化碳并振荡,④过滤,⑤分
请写出②④反应的化学方程式:
液。该实验的合理操作顺序是 ( )
、 。
A.①③⑤②④ B.②①③④⑤
·87·
8.1.3 煤、石油和天然气的综合利用
②裂化、裂解
催化剂
原理:C16H34 、 → + 加热 加压
催化剂
1.煤的综合利用 C8H18 加热、加压→ +
(1)煤的组成 催化剂
C4H: 10 →
CH4+
物质组成 。 加热、加压
元素组成:主要含碳元素、还含少量 、 催化剂C4H10 、 →C2H4+ 加热 加压
、 、 等元素。
③结构调整:石油在 和 的
(2)综合利用
作用下,可以通过结构的调整,使 转化
①干馏
为 。
概念: 。
4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
主要产品: 。
(1)三大合成材料: 。
②气化
(2)加聚反应:由不饱和的小分子相互加成
概念: 。
的聚合反应,叫做 ,简称加聚反应。例
高温
主要反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 如,乙烯可发生加聚反应生成 。
③液化 聚合反应中的单体、链节和聚合度:
直接液化:煤+H2 →液体燃料
气化 催化剂
间接液化:煤 →CO+H2 →甲醇
2.天然气的综合利用
天然气的主要成分是 ,它是一种清
() :
洁的 燃料,主要用于 和生产 3
缩聚反应 相对分子质量小的化合物在
等。 生成高分子化合物的同时有 化合物生
3.石油的综合利用 成的反应,如聚酯纤维的合成:
(1)石油的组成:石油是由多种碳氢化合物 O O
组成的混合物,主要是多种烷烃、环烷烃和芳香 nHO C C OH+
烃等,没有固定的沸点。 对苯二甲酸
() nHO
—CH2—CH2—OH →
2 石油的精炼 乙二醇
①分馏 O O
概念: 的过程。 HO C C O CH2 CH2 O H +
成分:分馏可得到汽油、 、 聚酯纤维(涤纶)
等含碳原子少的轻质油。 (2n-1)H2O
·88·
【核心突破】
1.石油加工(炼制)方法比较
石油炼
分馏
制的 催化裂化 裂解 【典例1】 煤是重要的能源和化工原料,直
常压 减压
方法 接燃烧既浪费资源又污染环境。最近,某企业利
在催化剂存 在 高 温
用“煤粉加压气化制备合成气新技术”让煤变成
在 的 条 件 下,把 石
合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%),把煤
下,把 相 对 油产品中
“吃干榨尽”。下列有关说法中正确的是 ( )
用蒸发冷凝的方法 分 子 质 量 具有长链
①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学
原理 把石油分成不同沸 大、沸 点 高 分子的烃
变化和物理变化
点范围的蒸馏产物 的烃断裂为 断裂为各
相对分子质 种短链的 ②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学
量 小、沸 点 气态烃或 变化但没有物理变化
低的烃 液态烃 ③该技术实现了煤的清洁利用
含直链烷 ④该技术实现了煤的高效利用
烃的石油
主要 A . ① ② ③ B . ① ② ④
原油 重油 重油 分馏产品
原料 C.①③④ D.②③④
(含 石 油 变式1 下列转化中不属于煤或石油的综合
气)
利用的是 ( )
润滑油、 抗震性能好
A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭
溶剂油、 凡士林、 的汽油和甲 乙 烯、丙
主要
、 、 、 、 、 B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体汽油 煤 石蜡 沥 烷 乙烷 丙 烯 丁 二
产品
油、柴油 青、 煤 烷、丁烷、乙 烯等 燃料
焦油 烯、丙烯等 C.将煤变为煤饼作燃料
将 原 油 D.将石油裂解制得乙烯等化工原料
将 重 油
分 离 成 获得短链 【典例2】 用石油裂化和裂解过程得到的乙
充 分 分 提高汽油的
目的 轻 质 油 气态不饱 烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下图所示。
离 并 防 产量和质量
等 各 种 和烃
止炭化
产物
主要变
物理变化 化学变化
化类型
2.化石燃料的综合利用图示 根据以上材料和所学的化学知识回答下列
问题。
(1)由CH2 CH2 制得有机物A的化学反
应类型是 。
(2)丙烯醛(CH2 CHCHO)分子中含有的
官能团是 (填名称)。
·89·
(3)A与B合成丙烯酸乙酯的化学方程式是 A.汽油 B.柴油
; C.酒精 D.液化石油气
该反应的类型是 。 4.为了减少大气污染,许多城市推广清洁燃
(4)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的 料。目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压
化学方程式是 。 缩天然气(CNG),另一类是液化石油气。这两类
变式2 煤的干馏和石油的分馏这两种变化 燃料的主要成分是 ( )
在本质上的差别是 ( ) A.碳水化合物 B.碳氢化合物
A.加热的温度不同 C.氢气 D.醇类
B.得到的产品不同 5.现有以下几种措施:①对燃烧煤时产生的
C.前者要隔绝空气,后者不必 尾气进行除硫处理;②少用原煤做燃料;③燃煤
D.煤的干馏是化学变化,石油的分馏是物 时鼓入足量空气;④开发清洁能源。其中能减少
理变化 酸雨产生的措施是 ( )
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
6.气化和液化是使煤变成清洁能源的有效
1 . 下 列 关 于 石 油 的 炼 制 和 石 油 化 工的叙述 高温
途径。煤的气化的主要反应是C+H2O(g)
中正确的是 ( )
CO+H2,CO和 H2 的混合气体是合成多种有机
A.石油干馏可得到汽油、煤油等
物的原料气,研究由CO、H2 合成有机物的化学
B.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
称为一碳化学。如图所示的是合成某些物质的
C.煤油可由石油分馏获得,可用作燃料和
路线图。
保存少量金属钠
D.石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成
小分子的过程
2.下列是关于煤的干馏的叙述:①煤加强热
而分解的过程叫做煤的干馏;②煤干馏的目的之
一是得到冶金用的优质焦炭;③煤的干馏和石油
的分馏的本质区别:干馏是化学变化而分馏是物
理变化;④工业上芳香烃原料可由煤干馏得到,
其存在于煤干馏所得的焦炉煤气中。其中正确
的是 ( ) 其中,D易溶于水,且与CH3COOH互为同
A.①② B.②③ 分异构体,F分子中的碳原子数是D中的3倍,
C.③④ D.①③ H经催化氧化可得到G。请回答下列问题。
3.某人坐在空调车内跟在一辆卡车后,观察 (1)写出下列物质的结构简式:A为
到这辆卡车在起动、刹车时排出大量黑烟,由此 ,H为 ,A和 H的关
可推断这辆车所用的燃料是 ( ) 系为 。
·90·
(2)写出下列反应的化学方程式。 5.某高分子化合物 R的结构简式如图所
①CH3COOH+E →F: 示,下列有关R的说法中正确的是 ( )
。
CH
: 3②D与新制氢氧化铜悬浊液加热
。 CH2 C O CH2
COOCH2CH2O C CH O H
A.R的单体之一的分子式为C9H10O2
B.R完全水解后生成物均为小分子有机物
1.下列说法中正确的是 ( ) C.通过加聚反应和缩聚反应可以生成R
A.乙烯通过缩聚反应生成聚乙烯 D.碱 性 条 件 下
,1 molR 完 全 水 解 消 耗
B.石油产品都可用于聚合反应 NaOH
的物质的量为2mol
C.淀粉、纤维素都属于高分子化合物 6.
某混合气体依次通过溴水(使其褪色)、灼
热的氧化铜(使其黑色变红色)、无水CuSO 白
D.聚丙烯的结构简式为 — —
4
CH2 CH2 CH2
色粉末(使其变蓝色)、澄清石灰水(石灰水由清
2.含有4个碳原子的烷烃催化裂化可生成
变浑再变清),最后剩余气体在空气中点燃,火焰
的烯烃最多有 ( )
呈淡蓝色。下列混合气体符合上述条件的是
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 ( )
3.某高聚物可表示为 A.水煤气 B.焦炉气
CH3 CH3 C.液化石油气 D.高炉煤气
CH2 CH C CH2 CH CH2 CH2 CH2 7.如图所示的是实验室干馏煤的装置图。
下列有关叙述中错误的是 ( )
A.该高聚物是通过加聚反应制得的
B.合成该高聚物的单体有3种
C.该物质能被酸性高锰酸钾溶液氧化
D.1mol该物质与1molH2 加成可生成不
含C的物质 (1)指出图中仪器的名称:b为 ,
4.丁烷催化裂解,其碳链按两种方式断裂, c为 。
催化剂
生成 两 种 烷 烃 和 两 种 烯 烃:CH → (2)仪器d的作用是 。c中的液体4 10 加热、加压
的无机物里溶有 ,可用 检验出
催化剂
C2H6+C2H4;C4H10 →CH4+C3H6。若加热、加压 来;有机物有 ,可以通过 的方
丁烷的裂解率为90%,且裂解后两种烯烃的质量 法使其中的重要成分分离出来。
相等,则裂解后得到的相对分子质量最小的气态 (3)e处点燃的气体的主要成分有 ,
烃在混合烃中的体积分数为 ( ) 火焰的颜色是 。
()反应结束后 中的固体是 。
A.11% B.19% C.40% D.50% 4 b
·91·
部分参考答案
第五章 化工生产中的 2H2O 2HI+H2SO4 还原
解析:(1)浓硫酸与亚硫酸钠固体反应,生成硫酸钠、二氧化硫
重要非金属元素 和水,化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+SO2↑+
H2O。()第一节 硫及其化合物 2a.二氧化硫气体具有漂白性
,能够使品红溶液褪色,加
热后又恢复为原来的颜色;反应产生的二氧化硫气体通过棉球
5.1.1 硫和二氧化硫 后,棉球变白,棉球微热后变红,所以棉球上蘸有的试剂为品红溶
知识梳理 液。b.二氧 化 硫 属 于 酸 性 氧 化 物,能 够 和 碱 反 应,含 酚 酞 的
一、1.黄 粉末 难 微 易 2.(1)FeS (2)Cu2S (3)H2S NaOH溶液显红色,通入二氧化硫气体后,二者反应生成亚硫酸
(4)SO2 钠,溶液碱性减弱,红色褪去,棉球变为白色,反应的离子方程式
二、1.无 刺激性 有毒 大 易 2.(1)①SO2+H2O 为SO2+2OH- SO2-3 +H2O。c.I2 与淀粉的混合溶液显蓝
H2SO3 同一条件 ②SO2+CaO CaSO3 ③SO2+2NaOH 色,通入二氧化硫气体发生反应后,碘变为碘离子,溶液的蓝色褪
Na2SO3+H2O SO2+NaOH NaHSO3 (2)①2SO2+ 去,棉球变为白色,据此可知,二氧化硫具有还原性,能够和碘水
催化剂
O2 2SO3 反应,化学方程式为I2+SO2+2H2O 2HI+H2SO4。
△
4e-
典例精解 ↓ 催化剂
【典例1】 A 解析:B项,应生成FeS,错误;C项,S表现还原 6.(1)② ③ (2)2SO2+O2 2SO3 (3)2∶1 △
性,错误;D项,SO2 转化成SO3 的条件是催化剂、加热,而S在氧 (4)1.204×1024 (5)SO2 KMnO4
气中燃烧只能生成SO2,不具备SO2 转化成SO3 的条件,错误。 解析:(1)SO2 作还原剂,则S元素化合价从+4升高到+6,
变式1 D 解析:A项,S不能一步生成SO3;B项,SiO2 不 故SO2 作还原剂的是②,SO2 作氧化剂,则S元素化合价从+4
能一步生成 H2SiO3;C项,Fe不能一步生成Fe(OH)3。 催化剂
【 】 () () 降低,故 作氧化剂的是 。()反应 为典例2 1 品红溶液 检验SO2 2 浓酸性KMnO 溶
SO2 ③ 2 ② 2SO2+O2
4 △
液 除去SO2 并检验SO2 是否被除尽 (3)澄清石灰水 检验 2SO3,则 用 单 线 桥 法 标 出 电 子 转 移 的 情 况 为:
CO2 (4)酸性KMnO4 溶液颜色变浅但不褪成无色 4e-
解析:一定要理解题意是检验气体成分,检验二氧化硫用品 ↓ 催化剂2SO2+O2 2SO3。(3)反 应③为 SO2+2H2S 3S+
红溶液,吸收二氧化硫用酸性 KMnO4 溶液,检验二氧化碳用澄 △
清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化 2H2O,则SO2~2H2S~2S(氧化产物)~S(还原产物),故氧化产
硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO 并检验 物与还原产物的质量比为2∶1。(4)反应③中SO2~2H2S~2S2
, -SO2 是否被除尽 所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不褪成无 (氧化产物)~S(还原产物)~4e ,1molSO2 参加反应,转移电
色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已被除尽。 子的物质的量为4mol,则0.5molSO2 参加反应,转移电子的物
24
变式2 C 解析:SO 和CO 质的量为 ,转移电子数约为 。() 可以使酸2 2 都属于酸性氧化物,它们都能 2mol 1.204×10 5SO2
与澄清石灰水反应生成不溶性的盐,所以不能利用这一性质来鉴 性KMnO4 溶液紫色褪去,生成无色的 Mn2+,锰元素化合价降
别SO2 和CO2。SO2 具有氧化性,能将 H2S溶液氧化生成单质 低,硫元素化合价升高,故此反应中SO2 失去电子,KMnO4 被
硫(有淡黄色沉淀生成);SO2 也具有还原性,能被酸性 KMnO 。4 还原
溶液和氯水氧化(溶液褪色);SO2 还具有漂白性,能使品红溶液 7.(1)保证Fe全部反应 (2)除去过量的硫粉 (3)防止
褪色。而CO2 没有这些性质。所以可以用②、③、④、⑤来鉴别 H2SO4 溶液中溶解的氧气氧化生成的Fe
2+ (4)取少量溶液D
SO 和CO 。 于试管中,加入2 2 KSCN溶液,观察溶液是否变为红色,若变红色,
当堂训练 则为Fe3+,若不变红色,则为Fe2+(合理即可)
1.C 2.A 3.C 4.A 5.B 6.A 7.C 8.D 9.B 5.1.2 硫酸 硫酸根离子的检验
10.(1)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O 知识梳理
(2)石 蕊溶液变红 酸性 (3)褪色 漂白 (4)出现淡黄色沉淀 点燃 高温
1.S+O2 SO2 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
氧化 (5)溶液褪色 还原 (6)吸收多余的SO2,防止污染空气 催化剂
2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O 2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O H2SO4△
课后巩固 2.(1)大量的热 浓硫酸 烧杯内壁 水中 玻璃棒不断搅
1.C 2.D 3.B 4.D
( △() ( ) 拌 2)吸水 脱水 (浓)5.1 Na2SO3+H2SO4 浓 NaSO +SO
①Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+
2 4 2↑+H2O
() △2a.品红溶液 b.SO -2+2OH SO2-3 +H2O c.I2+SO2+ 2H2O ②C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
·105·
(3)钝化 解析:(2)检验SO2-4 的正确实验操作是先向待检液中加入足
3.CaSO4 · 2H2O 2CaSO4 · H2O 重 晶 石 量稀盐酸酸化,再加入BaCl2 溶液,看是否有不溶于盐酸的白色
CuSO4·5H2O 胆矾(或蓝矾) 沉淀产生,从而作出相应判断。
4.CO2- SO2- Ag+ (1)CO2-+2H+3 3 3 CO2↑+H2O 课后巩固
(2)SO2-3 +2H+ SO2↑+H2O (3)Ag++Cl- AgCl↓ 1.C 2.B 3.B 4.C
(4)Ba2++SO2-4 BaSO4↓ 5.(1)过量的硝酸钡溶液 过量的氢氧化钾溶液 过量的碳
典例精解 酸钾溶液(或过量的硝酸钡溶液 过量的碳酸钾溶液 过量的氢
【典例1】 D 解析:移动铜丝,可控制铜丝与浓硫酸的接 氧化钾溶液;或过量的氢氧化钾溶液 过量的硝酸钡溶液 过量
触,即控制SO2 的生成量,故A合理;SO2 能使品红溶液褪色,故 的碳酸钾溶液) (2)静置,取少量上层清液于试管中,继续滴加
B合理;SO2 有毒,且属于酸性氧化物,故C合理;浓硫酸过量,试 硝酸钡溶液,若未出现白色沉淀,则说明SO2-4 已被除尽
管中剩余浓硫酸,应将反应后的混合溶液慢慢加入水中,否则易 解析:(1)KOH可除去镁离子,硝酸钡可除去硫酸根离子,碳
出现液体喷出试管而发生危险,故D不合理。 酸钾可除去过量的钡离子,则操作②~④加入的试剂依次可以为
() ( )△ 、 过量的硝酸钡溶液、过量的氢氧化钾溶液、过量的碳酸钾溶液,或变式1 1Zn+2H2SO4 浓 ZnSO4+SO2↑+2H2O
Zn+H2SO4(稀) ZnSO4+H2↑ (2)3(或4) ( )
过量的硝酸钡溶液、过量的碳酸钾溶液、过量的氢氧化钾溶液,或
4 或3 2
过量的氢氧化钾溶液、过量的硝酸钡溶液、过量的碳酸钾溶液。
1 防倒吸 (3)C中品红溶液褪色 浓硫酸变成稀硫酸后,与Zn反
()判断 2- 已被除尽的方法为静置,取少量上层清液于试管
应生成H2 (4)SO2+H 2+2O+CaSO3 Ca +2HSO- 2 SO43
, , , 2-
解析:(1)开始阶段浓硫酸具有强氧化性,与锌反应产生SO 中 继续滴加硝酸钡溶液 若未出现白色沉淀 则说明SO4 已被2
△ 除尽。
气体,Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O;随着反应的 6.(1)碱液(或NaOH溶液) 吸收多余的SO2(或防止SO2
进行,硫酸逐渐被消耗,浓硫酸变为稀硫酸,与Zn发生置换反应 逸出,污染空气) (2)c (3)反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变
生成 H2,Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑。(2)从图示看,C装置 稀,而铜不和稀硫酸反应 a (4)O2 2Cu+2H2SO4+O2
应是检验SO2 气体的,应选择甲装置,则B处需接一安全装置,即 2CuSO4+2H2O
乙装置。(3)浓硫酸的强氧化性表现在SO2-4 被还原生成SO2。 解析:(1)碱溶液能吸收二氧化硫,二氧化硫有毒,为防止二
反应开始后,装置中的空气被排出,产生大量气泡,当SO2 被品红 氧化硫污染空气,D中试管口放置用氢氧化钠溶液浸湿的棉花吸
溶液吸收时,气泡量减少,且随着硫酸浓度的降低,反应速率逐渐 收二氧化硫。(2)装置B的作用是贮存多余的气体,所以B中液
减慢,反应较长时间后浓硫酸变成稀硫酸,与Zn反应生成 H2,气 体不能和二氧化硫反应。二氧化硫和 Na2SO3 溶液反应生成亚
泡量又会增加。(4)D中浑浊消失是因为过量的SO2 与CaSO3 硫酸氢钠;二氧化硫能被酸性 KMnO4 溶液氧化为硫酸根离子;
反应生成Ca(HSO3)2。 二氧化硫能被浓溴水氧化为硫酸;二氧化硫难溶于 NaHSO3 溶
【典例2】 B 解析:A选项中先加入稀硝酸,如果溶液中没 液。所以装置B中应放置的液体是饱和 NaHSO3 溶液,故选c。
有SO2-4 ,而存在SO2-3 ,硝酸可将SO2-3 氧化成SO2-4 ,最终也会 (3)反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应,
出现白色沉淀,A选项错误;B选项中先加入足量稀盐酸,可以排 所以反应完毕后,烧瓶中还有一定量的余酸,却不能使Cu完全溶
除SO2-、Ag+3 等离子的干扰,然后加入BaCl2 溶液产生白色沉 解;反应后的溶液中含有硫酸铜和稀硫酸,BaCl2 溶液和硫酸、硫
淀,说明原溶液中存在SO2-4 ,B选项正确;如果溶液中存在I-,I- 酸铜都能反应生成硫酸钡沉淀;Fe粉和稀硫酸反应有氢气放出;
具有还原性,被过氧化氢溶液氧化为碘单质,碘单质遇淀粉溶液
CuO溶于稀硫酸;Na2CO3 溶液和稀硫酸反应有二氧化碳放出;
显蓝色,但是C选项中最终溶液没有变蓝色,故C选项错误;D选 所以BaCl2 溶液不能用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸,
项中如果存在SO2-3 ,也会出现相同的实验现象,故D选项错误。 故选a。(4)通入一种常见气体单质,使铜片全部溶解,说明该气
变式2 B 解析:①加热时放出的气体可以使品红溶液褪 体具有氧化性,由于仅生成硫酸铜溶液,因此该气体单质是 O2,
色,则溶液中一定含有 H2SO3,因 H2SO3 不稳定,分解产生的 反应的化学方程式是2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O。
SO2 可使品红溶液褪色。②加碱加热后,产生使润湿的红色石蕊 5.1.3 不同价态含硫物质的转化
试纸变蓝的气体,即有 NH3 产生,说明溶液中一定含有 NH+4 。
知识梳理
③加入氯水时,溶液略显黄色,说明原溶液中含有Br-,再加入
点燃
BaCl2 溶液,有白色不溶于稀硝酸的沉淀生成,说明此时溶液中含 ①S+O2 SO2
SO2-4 ,但可能是原溶液含有的,也可能是氯水氧化 H2SO △3 产生 ②S+Hg HgS
的,故不能确定是否存在的是SO2-4 。 催化剂
当堂训练 ③2SO2+O2 2SO3△
1.C 2.A 3.B 4.B 5.C ④2Na2SO3+O2 2Na2SO4
6.(1)不严谨 不严谨 甲没有排除 Ag+ 的干扰,乙没有排 ⑤2H2SO3+O2 2H2SO4
除SO2-3 的干扰 (2)向试样中先加过量的稀盐酸酸化,无气体或 ⑥2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O
沉淀产生,然后再加入BaCl2 溶液,若有白色沉淀产生,则说明含 ⑦Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑
有SO2-4 ;若无沉淀生成,则说明不含SO2-4 ⑧SO2+H2O H2SO3
·106·
⑨SO3+H2O H2SO4 1.D 2.A 3.B 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D
⑩2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O 9.(1)品红溶液 (2)Fe+2H+ Fe2+ +H2↑ (3)b
H2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2HCl (4)生成黄色沉淀 1∶2
典例精解 解析:X为硫元素的气态氢化物,则 X为 H2S;Y为硫元素
【 △典例 】 () 的 价 氧 化 物,则 为 ; 为 价 的 钠 盐,则 为1 1 S+H2 H2S (2)H2SO3+2H +4 Y SO2 Z +4 Z2S
△ Na2SO3;W 为+6价的含氧酸,则 W 为 H2SO4。(1)Y为SO2,
3S↓+3H2O (3)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O SO2 具有漂白性,可以使品红溶液褪色,加热又恢复红色,所以检
(其他合理答案也可以) (4)H2SO3+2OH- SO2-3 +2H2O 验SO2 的试剂可以是品红溶液。(2)W 的稀溶液是稀硫酸,稀硫
解析:常见的固体单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2,而 酸与铁反应生成FeSO4 和 H2。(3)Na2S2O3 中S为+2价,从氧
能在空气中反应生成气体化合物的只有C、S。由A在加热条件下 化还原反应的角度分析,可以由高价态的S(大于+2价)和低价
可与氢气反应,B、C的相对分子质量之比为4∶5,确定 A是单质 态的S(小于+2价)发生归中反应生成,b符合题意。(4)H2S和
硫,因为SO2 和SO3 的相对分子质量之比恰为4∶5,化合物D是 SO2 反应生成硫单质,硫是黄色固体,化学方程式为2H2S+SO2
重要的工业原料,所以 D是 H2SO4,化合物E应为 H2SO3。将
3S+2H2O,氧化剂是SO2,还原剂是 H2S。
5mL0.10mol·L-1的E(H2SO3)溶液与10mL0.10mol·L-1的
10.(1)< (2)Na2SO3 (3)Na2SO3+SO2+H2O
NaOH溶液混合,二者恰好完全反应,所得溶液为Na2SO3 溶液。
2NaHSO3 (4)①先加入过量盐酸,再加入BaCl2 溶液,有白色沉
变式1 (1)S(或C) O2 H2O (2)H2SO4 2SO2+O2
淀生成 ②加热过程中,SO2-3 (或 HSO-3 )被空气中的氧气氧化
催化剂 点燃
2SO3 (3)H2CO3 2CO+O2 2CO2 成SO2-(或2SO2-△ 4 3 +O2 2SO
2-
4 )
解析:由C的相对分子质量比B的相对分子质量大16,容易 解析:烟气中含有CO、CO2、N2、SO2 等气体,通过亚硫酸钠
联想C分子比B分子增加1个氧原子,则C可能是氧化物,而D 溶液吸收二氧化硫,反应的化学方程式为 Na2SO3+SO2+H2O
为酸,则应为含氧酸,而X是能提供“O”的物质。A为固体单质, 2NaHSO3,因此富集了二氧化硫,亚硫酸氢钠受热易分解,生
且能连续氧化两次最后生成含氧酸,可推知A可能为C或S:C→ △成二氧化硫、水和亚硫酸钠,反应的化学方程式为2NaHSO3
CO→CO2→H2CO3 或S→SO2→SO3→H2SO4,H2SO4 为强酸, Na2SO3+SO2+H2O,亚硫酸根或亚硫酸氢根中的硫为+4价,
H2CO3 为弱酸且不稳定,据此答题。 易被空气中的氧气氧化为+6价的硫,即硫酸根。据此解题。
【典例2】 C 解析:在 Na2S、Na2SO3 和 Na2SO4 的混合物 (1)烟气中含有CO、CO2、N2、SO2 等气体,通过亚硫酸钠溶液吸
中,Na与S的个数比为2∶1,二者物质的量之比为2∶1,所以Na 收二氧化硫,因此富集了二氧化硫,亚硫酸氢钠受热易分解,生成
与S的质量比为(23×2)∶32=23∶16,已知此混合物中硫元素的 二氧化硫,因此SO2 的浓度:Ⅰ<Ⅱ。(2)烟气中含有CO、CO2、
23
质量分数为24%,所以钠元素的质量分数为24%× =34.5%,则 N2、SO2 等气体,通过亚硫酸钠溶液吸收二氧化硫,因此富集了二16
氧化硫,亚硫酸氢钠受热易分解,生成二氧化硫、水和亚硫酸钠,
混合物中氧元素的质量分数为1-24%-34.5%=41.5%。
。()
变式2 D 解析:根据题述反应,应是S和OH-的反应,
因此可以循环使用的是
离 Na2SO3 3
亚硫酸钠溶液吸收二氧化
硫,发生反应生成亚硫酸氢钠,反应的化学方程式为
△ Na2SO3+
子方程式为3S+6OH- 2S2-+SO2-3 +3H2O,反应物微粒是 SO2+H2O 2NaHSO3。(4)①硫酸根的检验方法是,先加入
S和OH-,A项错误;反应环境是碱性,B项错误;S既是氧化剂 过量盐酸,再加入BaCl2 溶液,有白色沉淀生成。②亚硫酸根或
又是还原剂,消耗3molS,转移电子的物质的量为4mol,则消耗 亚硫酸氢根中的硫为+4价,易被空气中的氧气氧化为+6价的
8
2molS转移电子的物质的量为 mol,C项错误;S2- 为还原产 硫,即硫酸根,反应的化学方程式为2SO
2- 2-
3 +O2 2SO4 。
3
物,SO2-3 为氧化产物,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为 第二节 氮及其化合物
2∶1,D项正确。 5.2.1 氮气和氮的氧化物
当堂训练 知识梳理
1.D 2.B 3.A 4.D 5.C 6.D 高温、高压 放电
1.(2)③a.N2+3H2 2NH3 b.N2+O2
7.(1)HSO NaCO 2NaO 催化剂 或高温2 4 2 3 2 2+2H2O 4NaOH+O2↑
2 (2)H2S 2H2S+SO2 3S+2H2O 点燃2NO c.3Mg+N2 Mg3N2
解析:根据图中转化关系,B是无色气体且是主要大气污染 2.红棕 刺激性 2NO+O2 2NO2 3NO2+H2O
物之一,推测B为SO2,A为H2SO4;B能与C和单质乙发生反应 2HNO3+NO
再生成A,推测乙为O2,C为水;H2O和E生成F和 O2,推测E 典例精解
为Na2O2;化合物D也可以与 Na2O2 反应生成 O2,结合甲为固 【典例1】 C 解析:氮气在放电作用下可与氧气化合成
体单质,推测D为CO2,甲为C,G为 Na2CO3,则 A与甲反应的 NO,A正确;合成氨工业是人类借助于设备,将氮气转化为氨,B
化学方程 式 为2H2SO4(浓)(A)+C( )
△
甲 2SO2↑(B)+ 正确;汽车尾气中除含氮氧化物外,还含有CO2,C不正确;豆科
CO2↑(D)+2H2O(C)。 植物的根瘤菌具有固氮作用,D正确。
课后巩固 变式1 A 解析:活泼金属钠、镁、铝可以在N2 中燃烧。
·107·
【典例2】 剩余2mL气体可能是NO或O2,分两种情况讨 典例精解
论:(1)剩 余 的 是 NO,可 以 看 成 先 发 生 了 反 应:4NO2+O2+ 【典例1】 (1)先打开a,b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压
2H2O 4HNO3。剩余的NO2 又与水作用,最终有2mLNO 胶头滴管,再打开a,b活塞) (2)Ⅱ中导管口处产生白烟
产生。由反应3NO2+H2O 2HNO3+NO得剩余的 NO2 体 (3)先打开a,c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头
积为2mL×3=6mL。则原有 O2 体积为(10mL-6mL)× 滴管,再打开c活塞),片刻后关闭a活塞,然后打开b活塞
1 , 。() 解析
:(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生
5=0.8mL NO2
体积为10mL-0.8mL=9.2mL 2 剩余的
“喷泉”现象,先打开a,b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴
是O2,则有10mL-2mL=8mL是NO2 和O2 的混合气体按反 管,再打开a,b活塞)。(2)若先打开a,c活塞,再挤压胶头滴管,
应:4NO2+O2+2H2O 4HNO3 进行。所以 NO2 的体积为 则在Ⅱ中NH3 被水吸收,形成负压,Ⅰ中 HCl进入Ⅱ中,HCl和
4
8mL×5=6.4mL
,O 反应生成固体 ,生成白烟。()要在烧瓶 中形成2 体积为10mL-6.4mL=3.6mL。 NH3 NH4Cl 3 Ⅰ
“喷泉”,就要形成负压,先打开a,c活塞,再挤压胶头滴管(或先打
变式2 D 解析:根据4NO2+O2+2H2O 4HNO3 可 开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后关闭a活塞,打
知,O2 过量。设 NO2 和 O2 的体积各1L,则1LNO2 消耗 O2 开b活塞。
1 3 3 3
L,剩余O2 L,所以 ÷2= 。 变式1 D 解析:A.HCl极易溶于水,则可形成喷泉,A不4 4 4 8
符合题意;B.二氧化碳极易与 NaOH溶液反应,产生压强差,可当堂训练
形成喷泉, 不符合题意; 氨气极易溶于水,可形成喷泉, 不
1.C 2.B 3.C 4.A 5.C 6.A B C. C
一定条件 符合题意;D.氧气不溶于水,则不能形成喷泉,D符合题意。
7.(1)NO2 NO (2)6NO2 +8NH3 7N2 + 【典例2】 A 解析:氨溶于水生成NH3·H2O,它能部分电
12H2O NO2 NH3 离出NH+4 ,铵盐溶于水可直接电离出 NH+4 ,A 正确;NH+4 和
解析:(1)NO2 中氮元素的化合价降低,NO2 作氧化剂,NO OH-不能大量共存,两者发生反应生成NH3·H2O,不会有大量
中氮元素的化合价升高,NO作还原剂。(2)氨和二氧化氮反应后 的NH4OH,B不正确;实验室制取氨用铵盐与Ca(OH)2加热制
生成的无污染的物质是氮气和水。 取,用NH4Cl直接加热得不到氨,C不正确;工业上一般用液氨作
课后巩固 制冷剂,D不正确。
1.C 2.C 3.D 4.C 5.C 变式2 A 解析:NH4Cl固体受热分解生成 NH3 和 HCl,
6.(1)ACD (2)D (3)Cu++NO- + 2+2 +2H Cu +NO↑+ 而当温度降低时,NH3 和 HCl又重新化合成固体NH4Cl,不能用
H2O (4)3NO N2O+NO2 存在2NO2 N2O4,使总压 来制取 氨,故①错 误;向 CaO 中 滴 加 浓 氨 水,CaO 遇 水 生 成
2
力小于原压力的 Ca(OH)2,同时放出大量热量,使浓氨水中的氨逸出,故②正确;
3
固体加热制气体时,试管口应略向下倾斜,以免产生的水倒流炸
解析:(1)NO在空气中与氧气、水反应形成酸雨,可破坏臭氧
裂试管,故③错误;浓氨水易挥发,浓氨水加热可以制取, NH
,故
层 而高温下能使一些金属被氧化不属于对环境的危害。( 32)NO
④正确;由以上分析可知,制取氨的装置和选用的试剂错误的有
为无色、有毒气体,是汽车尾气的有害成分之一,不溶于水,易与
①③,故选A。
氧气反应,实验室制备 NO时只能用排水法收集,N的核外电子
当堂训练
数为7,O的核外电子数为8,所以 NO分子的电子总数为奇数。
() + , - 1.B 2.C 3.B 4.C 5.B 6.A3Cu 具有还原性 NO2 具有氧化性,二者可发生氧化还原反
△
应生成NO,反应的离子方程式为Cu++NO-2 +2H+ Cu2++ 7.(1)固体NH4Cl和Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2
NO↑+H2O。(4)由信息可知,2NO→N2O,N的化合价降低2 CaCl2+2NH3↑+2H2O(其他合理答案也可以) (2)碱石灰(或
价,由氧化还原反应可知,则必有另一变化中 N的化合价升高2 CaO) 除去NH3 气流中的水蒸气 (3)黑色粉末逐渐变为红色
价,故产物为 NO2,该反应为3NO N2O+NO2。由于存在 △ 2NH3+3CuO N2+3H2O+3Cu (4)出现无色液体 氨
2NO2 N2O4,所以会有少量 NO2 继续反应生成 N2O4,从而 水 用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝
2
使气体的物质的量小于原气体的物质的量的 。 解析:由实验目的“氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和
3
金属铜”并结合装置图可知,A装置提供NH3,且是固固加热制备
5.2.2 氨和铵盐
气体,则A中应加入固体 NH4Cl和Ca(OH)2,发生反应的化学
知识梳理
( ) △催化剂 方程式是2NH4Cl+Ca OH 2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。B
1.(2)刺激性 液化 (3)②白烟 ③4NH3+5O2
△ 装置是干燥装置,应加入碱石灰或CaO等碱性固体干燥剂,目的
4NO+6H2O (4)①NH + -3·H2O NH4 +OH 蓝 是除去 NH3 中的水蒸气。C装 置 中 发 生 反 应:2NH3+3CuO
△
②NH3·H2O NH3↑+H O
△
2 N2+3H2O+3Cu,则C中黑色粉末逐渐变为红色,反应生成
的N2 及水蒸气和未反应的 NH3 均会从C装置中进入 D试管
中,则D中收集到的是氨水,因为氨极易溶于水。E装置是气体
收集装置,收集到的是N2。
·108·
课后巩固 1.12L
-1=0.11mol,故选D。
1.D 2.D 3.B 4.B 5.B 6.C 7.B 22.4L·mol
8.(1)(NH4)2SO3 或NH4HSO3 NH3 (2)见解析 防倒 变式2 (1)2∶1 (2)0.1mol
吸 (3)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,则说明 解析:(1)铜和硝酸反应后铜有剩余,说明硝酸完全反应,反
△ 应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+
已收集满 (4)NH+4 +OH- NH3↑+H2O 2H2O,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,假
解析:(1)A与NaOH反应生成气体B,该气体能使石蕊溶液
设一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为x mol、y mol,根据方
变蓝,说明该气体为 NH3,则 A应为铵盐,C气体能使品红溶液 程式有(x+y)×22.4=6.72,4x+2y=10×0.1,解得x=0.2,y=
褪色,应为SO2,则 A应为亚硫酸氢盐或亚硫酸盐,所以 A 为
0.1,则一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比为0.2∶0.1=2∶1。
(NH4)2SO3 或NH4HSO3。(2)氨极易溶于水,且密度比空气的 (2)反应中消耗的铜的物质的量有1.5x+0.5y=1.5×0.2+
0.5×0.1=0.35(mol),铜的总物质的量为0.5mol,剩余的铜的物
小,应用向下排空气法收集,可用 装置收集,为防止倒吸,应 质的量为0.5-0.35=0.15(mol),向反应后的溶液中加入稀硫酸,
相当于铜和稀硝酸反应生成一氧化氮,故0.15mol铜反应生成
用倒置漏斗贴近液面进行尾气吸收。(3)氨的水溶液呈碱性,能 0.1mol一氧化氮。
使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则可将湿润的红色石蕊试纸放在试 当堂训练
管口,若试纸变蓝,则说明已收集满。 1.B 2.B 3.C 4.D 5.C
5.2.3 硝酸 酸雨及防治 6.(1)做保护气(或制取氨等其他合理答案) (2)Ca(OH)2+
知识梳理 △2NH4Cl CaCl2 +2NH3 ↑ +2H2O (3)3NO2 +H2O
( △1.1)无 挥发 刺激性 腐蚀 (2)4HNO 4NO ↑+ 2HNO3+NO (4)3 2 ①Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+
或光照
2H2O Cu ②D
O2↑+2H2O 棕 ①Fe、Al ②a.Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+
解析:(1)N2 在日常生活中用途很广,可做保护气、制取氨
2NO2↑+2H2O b.3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+
等。(2)实验室常用氯化铵与氢氧化钙反应制取 NH3,化学方程
△
4H2O ③C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
式为Ca(OH)
△
2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O。(3)工业催化剂
2.(1)②a.2SO2+O2 2SO3 b.SO2+H2O
△ 制硝酸在c过程中的反应为NO2 转化为硝酸的反应,化学方程式
HSO c.SO + H O HSO d.2HSO + O 为3NO2+H2O 2HNO3+NO。(4)①用Cu与浓硝酸反应制2 3 3 2 2 4 2 3 2
2HSO (2)②光化学烟雾 取NO2 的 化 学 方 程 式 为 Cu+4HNO3(浓) Cu(NO2 4 3)2+
典例精解 2NO2↑+2H2O;反应中,Cu的化合价升高被氧化,发生氧化反
【典例1】 B 解析:A.HSO 是氧化剂,SO 是还原产物, 应。②由题意可知,被还原的 HNO3 的物质的量为1mol,参加2 4 2
故A错误;B.向FeCl3 和CuSO 反应的铜的物质的量为4 的混合溶液中加入少量铁粉,根 1mol,则生成的Cu(NO3)2 的物质的量
据金属活动性顺序,发生的反应为2Fe3++Fe 3Fe2+,故B正 为1mol,起酸性作用的 HNO3 的物质的量为2mol,故反应中消
确;C.浓硝酸有强氧化性,有酸性,故C错误;D.浓硝酸常温下遇 耗的 HNO3 的物质的量为3mol,故选D。
铁片没有明显变化,是因为在铁片表面生成了致密的氧化物薄 课后巩固
膜,阻止了酸与内层金属的进一步反应,不能说明浓硝酸的氧化 1.C 2.D 3.B 4.D 5.C 6.A 7.A
性弱于稀硝酸的,故D错误;故选B。 8.(1)0.008 268.8 (2)①A A装置可以通 N2 将装置中
变式1 D 解析:A.过量铁粉与稀硝酸反应生成Fe2+,滴 的空气排尽,防止NO被空气中的 O2 氧化 ②123547 ③升高
入KSCN溶液,溶液不会呈血红色,A错误;B.将Cl 通入紫色石 (3)有 因为 NO2 与水反应生成的2 NO的体积小于收集到的
蕊溶液中,溶液先变红后褪色,原因是氯气与水反应生成的 HCl NO的体积
有酸性,HClO具有漂白性,不是Cl 既有酸性又有漂白性,B错 0.1mol·L-1×20×10-32 L解 析:(1)c (HNO3)=
误;C.稀硝酸不能使铝钝化,将铝箔插入稀硝酸中,稀硝酸先与其 25×10
-3L =
· -1 ,( )
表面的氧化铝反应生成硝酸铝和水,再与内部的铝反应生成硝酸 0.08mol L n HNO3 =0.08mol·L
-1×0.1L=8×10-3 mol;
铝、水和一氧化氮,一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的 依据3NO2+H2O 2HNO3+NO可知金属与硝酸反应生成
二氧化氮,现象为铝箔逐渐溶解,反应一会儿后看到液面上方产 NO2 的物质的量为0.012mol,则Ag与浓硝酸反应过程中生成的
生红棕色气体,C错误;D.用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试 NO2 在 标 准 状 况 下 的 体 积 V =nVm =0.012 mol×
纸上,试纸变蓝色,原因是浓氨水中含一水合氨,一水合氨是弱 22.4L·mol
-1=0.2688L=268.8mL。(2)①由于NO能与空气中
碱,其溶液呈碱性,D正确;故选D。 的氧气反应,因此制备时要排除装置中的空气。②NO难溶于水,
【典例2】 D 解析:应用守恒法,反应中消耗的 HNO 的物 易与空气反应,故通过排水法测定体积。③在量取气体读数时,量3
质的量应是转化成Cu(NO ) 和生成的 NO (NO和 NO )气体 气装置中液面要平衡,否则会导致气体的压强低于或高于外界压3 2 x 2
1.92g 强,从而造成误差。(3)依据上述计算得到Ag与浓硝酸反应生成中 N 原 子 的 物 质 的 量 之 和,即 64g·mol-1
× 2 + NO2 的物质的量为0.012mol,依据3NO2+H2O 2HNO3+NO
·109·
可知NO的物质的量为0.004mol,标准状况下体积为0.004mol× 有铜的氧化物,在反应中氧化铜能被还原生成铜,而盐酸和硫酸
22.4L·mol-1=0.0896L=89.6mL<112.0mL,可知 Ag与浓 不能溶解铜,氢氟酸能腐蚀氮化硅,所以X可能是硝酸,用于除去
硝酸反应生成了NO气体。 铜。(3)①SiHCl3 遇 水 剧 烈 反 应 生 成 H2SiO3、HCl和 氢 气:
第三节 无机非金属材料 SiHCl3+3H2O H2SiO3↓+3HCl+H2↑。②反应生成1mol
知识梳理 纯硅需补充 HCl( 3 ,需补充 1 ,90%-3) mol H2 (93.75%-1) mol
一、1.(1)硅 (2)高温 腐蚀 硬度 2.陶瓷 玻璃 水泥
补充HCl与H2 的物质的量之比约为5∶1。
黏土 纯碱、石灰石、石英砂 黏土和石灰石
章末测试
二、1.(1)2 氧化物和硅酸盐 第三周期第ⅣA族 1.B 2.D 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.C 9.B
10.D
高温 △
(2)SiO2+2C Si+2CO↑ Si+3HCl SiHCl3+H2 11.(1)吸收过量的 ClO2,防止空气污染 2ClO2+2OH-
高温 - -
SiHCl3+H2 Si+3HCl (3)①硅太阳能电池 ②光导纤维 ClO3 +ClO2 +H2O
(2)②向乙中滴加Ba(NO3)2 溶液至
2.(2)光学 热学 (3)结构 半导体 3.复合材料 过量,振荡,静置,取上层清液于试管中,加入足量的稀硝酸酸化
典例精解 的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成
【典例1】 B 解析:二氧化硅为酸性氧化物,但不溶于水,A 解析:(1)ClO2 有毒,用 NaOH 溶液吸收过量的ClO2,防止
项错误;硅酸的酸性比碳酸的弱,B项正确,C项错误;沙子的主要 空气污染;ClO2 和NaOH溶液反应生成等物质的量的两种盐,其
成分是二氧化硅,D项错误。 中一 种 盐 为 NaClO2,另 外 一 种 为 NaClO3,离 子 方 程 式 为
- -
变式1 D 解析:A.陶瓷中含有多种物质,属于混合物,不 2ClO2+2OH ClO3 +ClO
-
2 +H2O。(2)具体操作为:将用
符合题意,A错误;B.瓷器属于无机非金属材料,不符合题意,B 氮气稀释后的足量ClO2 通入Ⅰ中的Na2S溶液中充分反应,得到
错误;C.氮化硅属于新型无机非金属材料,不符合题意,C错误; 无色澄清溶液。取少量Ⅰ中的溶液于试管乙中,加入Ba(NO3)2
D.“窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致 溶液至过量,振荡,静置,取上层清液于试管中,加入足量的稀硝
的颜色变化,符合题意,D正确;故选D。 酸酸化的 硝 酸 银 溶 液,若 有 白 色 沉 淀 生 成,则 证 明 溶 液 中 含
-
【典例2】 C 解析:SiO2 是酸性氧化物,A错误;Na 有Cl 。2CO3
溶液呈碱性,其试剂瓶不能用玻璃塞,B错误;题图中有的转化不 12.(1)Ba
2+、Mg2+ (2)CO2-、SO2- 2- -13 4 c(SO4 )=0.1mol·L 、
2- -1
是氧化还原反应,例如SiO 与NaOH溶液的反应,D错误。 c(CO3 )=0.2mol·L (3)存在,经过计算可知,只有存在2
+
变式2 D 解析:硅酸钠溶液呈碱性,故不能保存在磨口玻 K ,溶液中的离子电荷才能守恒
璃塞试剂瓶中,A项错误;反应②是在高温下进行的,CO 为气 解析:①在一份溶液中加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀生成,2
体,逸出可使平衡正向移动,促使反应继续进行, ; 说明可能有SO2-、CO2-、Cl-B项错误 石英 4 3 中的至少一种微粒。②在另一份溶
玻璃不属于硅酸盐材料,C项错误。 液中加入足量的NaOH溶液并加热,收集到1.12L标准状况下
气体,说明含有NH+,根据N元素守恒可知n(NH+当堂训练 4 4 )=1.12L÷
1.C 2.D 3.B 4.C 5.B 22.4L·mol
-1=0.05mol。③在第三份溶液中加入足量的BaCl2
6.(1)石灰石 (2)SiO Si (3)SiO +4HF SiF ↑+ 溶液,有沉淀生成,经称量,其质量为6.27g,向该沉淀中加入足量2 2 4
2H O (4)SiO2- + 的盐酸,沉淀部分溶解,剩余固体的质量为 ,说明含有
2-,
2 3 +2H H2SiO3(胶体) 2.33g SO4
2-
解析:(1)生产水泥的主要原料是石灰石和黏土。(2)光导纤 其物质的量是n(SO4 )=2.33g÷233g·mol
-1=0.01mol,含有
; , 2- 2-维的主要成分是SiO2 硅单质是半导体材料 常用于计算机芯片 CO3 ,其 物 质 的 量 是 n(CO3 )= (6.27g-2.33g)÷
的材料和太阳能电池,乘务员使用的无线通话机的芯片材料是 197g·mol-1=0.02mol。在 该 溶 液 中 一 定 含 有 CO2-3 、SO2-4 ,
硅。(3)玻璃中含有二氧化硅,二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟 CO2- 与 Mg2+ 2+3 、Ba 会发生反应生成沉淀而不能大量共存,SO2-4
化硅,化学方程式为SiO2+4HF SiF4↑+2H2O。(4)向硅酸 与Ba2+会发生反应生成沉淀而不能大量共存,因此一定不含有
钠溶液 中 加 入 稀 盐 酸,反 应 生 成 硅 酸 胶 体,离 子 方 程 式 为 Mg2+、Ba2+。(1)通过上述分析与计算可知,在溶液中一定不存在的
SiO2-+2H+ HSiO (胶体)。 离子是Ba2+、Mg2+。(2)溶液中一定存在的阴离子有CO2-3 2 3 3 、SO2-4 ;它
课后巩固 们的浓度分别是c(SO2-4 )=0.01mol÷0.1L=0.1mol·L-1;
1.A 2.A 3.B 4.B 5.D 6.D 7.B c(CO2-3 )=0.02mol÷0.1L=0.2mol·L-1。(3)溶液中一定存在
8.(1)3SiCl4+2N2+6H2 Si3N4+12HCl (2)①除去原 的离子有CO2-、SO2-、NH+3 4 4 ;其中阳离子带有的正电荷总数是0.
料气中的氧气 除去生成的水蒸气 ②硝酸 (3)①SiHCl3+ 05mol×1=0.05mol;阴离子带有的负电荷总数是0.01mol×2+
3H2O H2SiO3↓+3HCl+H2↑ ②5∶1 00.2mol×2=0.06mol,大于阳离子带有的正电荷总数,因此该溶
解析:(1)根据原子个数守恒可写出化学方程式3SiCl4+ 液中一定还含有其他阳离子。由于 Mg2+、Ba2+不存在,因此一定
2N2+6H2 Si3N4+12HCl。(2)①高温下氧气和水蒸气都能 含有K+。
腐蚀氮化硅,而铜能与氧气反应,硅胶具有吸水性,所以铜屑的作 13.(1)NH4HCO3[或(NH4)2CO3] (2)①2Na2O2+2CO2
用是除去氧气,硅胶的作用是除去水蒸气。②由于工业用硅中含 2Na2CO3+O2 ②3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+
·110·
2NO↑ +4H2O ③3NO2 + H2O 2HNO3 + NO 1molO2得电子数,所以需要氧气的物质的量是1mol。
(3)2NH4Cl+Ca(OH)
△
2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 第六章 化学反应与能量
解析:(1)根据 X分解得到水、二氧化碳、氨得出 X可能为 第一节 化学反应与能量变化
NH4HCO3[或(NH4)2CO3]。(2)①A→D是过氧化钠和二氧化
碳的反应,其化学方程式为2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2。 6.1.1 化学反应与热能
②G→E是铜和稀硝酸的反应,其化学方程式为3Cu+8HNO(稀) 知识梳理3
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。③F→G是二氧化氮和水的反应, 1.热量 放热 吸热 释放热量的化学反应叫做放热反应
其化学方程式为3NO +H O 2HNO +NO。(3)实验室里 吸收热量的化学反应叫做吸热反应 大于 小于2 2 3
常用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取气体C,其化 2.(1)436 243 431 183 (2)吸收能量 放出能量 大
△ 于 小于
学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
3.(3)①可以再生 环境无污染 ②太阳 风 氢
催化剂
14.(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O (2)将一氧化氮 典例精解
△
【
△ 典例1】 A 解析:需要加热才能发生的反应不一定是吸
氧化成二氧化氮 C (3)4HNO3 4NO2↑+O2↑+
或光照 热反应,如铜在氯气中燃烧;放热反应在常温下不一定容易发生,
△ 如N2 与() ( ) H2
合成NH3;反应是放热还是吸热取决于反应物、生成
2H2O 4 C+4HNO3 浓 CO2↑+4NO2↑+2H2O
物所具有的总能量的相对大小;需要加热才能发生的放热反应,
(5)①Cu+4H+ +2NO-3 Cu2+ +2NO2↑+2H2O 3Cu+
如果反应放出的热量达到反应所需要的热量,停止加热反应也能
8H++2NO-3 3Cu2+ +2NO↑+4H2O ②600 ③22.4
△
22.4 ④1 继续进行,如Fe+S FeS。
解析:(1)反应容器 B中氨发生催化氧化反应生成 NO 和 变式1 B 解析:醋酸逐渐凝固,说明NH4HCO3 与盐酸反
催化剂 应使醋酸的温度降低,因此该反应为吸热反应,A错误;吸热反应
H2O,化学方程式是4NH3+5O2 4NO+6H2O。(2)吸
△ 中反应物吸收能量,吸收的能量转化为生成物内部的能量储存在
收塔中NO被氧气氧化为NO2,进而生成硝酸,所以吸收塔C中 生成物中,B正确;由于NH4HCO3 和盐酸的反应是吸热反应,故
通入空气的目的是将一氧化氮氧化成二氧化氮;有元素化合价变 反应物的总能量低于生成物的总能量,C错误;NH4HCO3 粉末
化的反应是氧化还原反应,C中发生反应4NO+3O2+2H2O 与盐酸的反应是吸热反应,是各反应物的总能量低于各生成物的
4HNO3,N、O元素化合价变化,属于氧化还原反应;D中发 总能量,而NH4HCO3 仅是两种反应物之一,NH4Cl仅是三种生
生反应 NH3+HNO3 NH4NO3,元素化合价不变,属于非氧 成物之一,故无法得出 NH4HCO3 的能量一定低于 NH4Cl的能
化还原 反 应。(3)浓 硝 酸 见 光 或 受 热 发 生 分 解 反 应:4HNO3 量的结论,D错误。
△
4NO2↑+O2↑+2H2O,所以浓硝酸一般保存在棕色试 【典例2】 B 解析:理解图示的转化关系便可顺利解题。关
或光照
键信息是利用太阳能使CO 、H
, 。() 、 2 2
O、N2 等重新组合,根据图示可
剂瓶里 并放置在阴凉处 4 碳与浓硝酸反应生成二氧化碳 二
知燃料燃烧后转化为燃烧产物并放出热量,燃烧产物又结合太阳
氧 化 氮、水, △化 学 方 程 式 是 C+4HNO3(浓) CO2 ↑ + 能转化为燃料,如此循环可知太阳能最终转化为热能。故选B。
4NO2↑+2H2O。(5)①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、 变式2 (1)放 大于 小于 (2)清洁能源,燃烧后无污染
水,反 应 的 离 子 方 程 式 是 Cu+4H+ +2NO-3 Cu2+ + 环境的物质生成;单位质量放出的热量多
2NO2↑+2H2O;铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,反 解析:(1)燃烧反应都是放热反应,所以氢气的燃烧反应是放
应的离子方程式是3Cu+8H+ +2NO-3 3Cu2+ +2NO↑+ 热反应,根据能量守恒定律,放热反应是反应物的总能量大于生
128
4HO。②128g铜 的 物 质 的 量 是
g =2 mol,根 据 成物的总能量;化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的2 64g·mol-1 形成,放热反应的本质是反应物中的化学键断裂吸收的总能量小
Cu(NO ) 2+ -3 2~Cu ~2NO3 ,表现酸性的硝酸有4mol,共收集到 于生成物中的化学键形成放出的总能量。(2)2g氢气燃烧时放
NO2 和NO的混合气体44.8L(标准状况下),表现氧化性的硝酸有 出286kJ热量,所以1000g氢气燃烧放出143000kJ的热量,约
44.8L ,所以参加反应的硝酸共有 ,则硝酸的 是每千克汽油燃烧放出热量的3倍,且氢气燃烧的产物是水,对
22.4L·mol-1=2mol 6mol
环境无污染。
6mol
体积是
10mol·L-1=0.6L=600mL
。③设NO2 的体积是xL,则 当堂训练
NO的体积是44.8L-x L,根据得失电子守恒n(NO )×1+ 1.B 2.B 3.B 4.A 5.C2
6.(1)释放 (2)释放 (b-a)
n(NO) ( ) ,
xL 44.8L-xL
×3=n Cu ×2 有22.4L·mol-1×1+22.4L·mol-1× 课后巩固
3=2mol×2,解得x=22.4,所以混合气体中NO2 的体积为22.4L, 1.D 2.B 3.D 4.A 5.C
NO的体积为22.4L(均为标准状况下)。④根据铜提供的电子等 6.(1)放热 A (2)吸热 B
于氧气获得的电子建立关系式2Cu~O2,2mol铜失电子数等于 解析:(1)若反应物的总能量E1 大于生成物的总能量E2,则
·111·
为放热反应。(2)若反应物的总能量 E1 小于生成物的总能量 在上面使其质量增加。
E2,则为吸热反应。 4.(1)①A不能,B可以 ②A不是氧化还原反应,没有电子
6.1.2 化学反应与电能 转移 ③Cu Cu-2e- Cu2+ 氧化反应 碳棒、Ag、Pt、Au
知识梳理 (任选一种) 2Ag++2e- 2Ag 还原反应 (2)①铜 Cu-
一、1.热能 光能 电能 2.化石燃料 热能 热能 机械能 2e- Cu2+ ②O - +2+4e +4H 2H2O ③负
电能 燃烧(氧化还原反应) 解析:(1)①只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,B
二、1.化学 电 氧化还原 2.氧化还原 (1)活动性不同 是氧化还原反应且能自发进行。③根据电池总反应的离子方程
(2)电解质 (3)闭合回路 式Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+ 可知,Cu失电子作负极;负极材料
三、1.(1)负 正 电解质溶液 (3)一次性 不能 不可逆 是Cu,正极材料应是比 铜 不 活 泼 的 金 属 或 能 导 电 的 非 金 属。
2.(1)二次 氧化还原 逆向 (2)①Pb PbO2 硫酸溶液 (2)该氧化还原反应中还原剂为Cu,故负极是铜,电极反应式为
②储氢合金 Ni(OH)2 KOH溶液 长 ③Li 极强 锂离子 Cu-2e- Cu2+,氧化剂是 O2,故正极反应式为 O -2+4e +
3.(1)燃料气体 氧气 化学 电 (2)高 高 内 燃料 氧 4H+ 2H2O,溶液中SO2-4 向负极移动。
化剂 5.(1)锂 Li-e- Li+ (2)有无色气体产生 (3)负极
典例精解 解析:金属锂比铁活泼,作原电池的负极,电极反应式为Li-
【典例1】 DFG 解析:图中 A、B都只有一个电极,C中是 e- Li+,LiOH 溶液中的阳离子有Li+ 和 H+,由于氧化性:
两个活动性相同的电极,E中酒精不是电解质溶液,H 不能形成 H+>Li+,所以正极的电极反应式是2H++2e- H2↑,正极
闭合回路,它们不属于原电池,属于原电池的只有D、F、G。 产生无色气体;在原电池的放电过程中,阳离子向正极移动,阴离
变式1 (1)A-2e- A2+ (2)Cu2+ +2e- Cu 子向负极移动,所以OH-向负极移动。
(3)增 大 (4)D>A>B>C 6.(1)正 (2)负 (3)Al 正 (4)0.9
解析:据装置甲知活动性:A>B,A作负极,电极反应式为 解析:判断原电池的正、负极首先要分析题中所给信息,此题
A-2e- A2+;据 装 置 乙 知 活 动 性:B>C,正 极 反 应 式 为 所给信息是具体反应物,根据具体反应物间反应的化学方程式
Cu2++2e- Cu;据装置丙知活动性:D>A,正极反应式为 2Al+3Cl2 2AlCl3,可知Cl2 得电子在正极反应,Al失电子在
2H++2e- H2↑,故c(H+)减小,pH增大。据甲、乙、丙知活 负极反应,所以通入Cl2(g)的电极是正极,投入Al(s)的电极是负
动性由强到弱的顺序为D>A>B>C。 极,电子由负极(Al)经外电路流向正极。8.1gAl(s)的物质的量
【典例2】 B 解析:由总反应式Li+MnO2 LiMnO2 可 8.1g
知, 为
, 参加反应转移 电子,
Li元素在反应后化合价升高(0→+1),Mn元素在反应后化 27 ·mol-1=0.3mol1molAl 3molg
合价降低(+4→+3)。Li作负极,被氧化,电极反应式为Li-e- 0.3molAl参加反应电路中通过的电子数为3NA×0.3=0.9NA。
Li+,MnO2 作正极,电极反应式为 MnO2+e- MnO-2 。 第二节 化学反应的速率与限度
变式2 B 解析:a极通 H2 作负极,电极反应式为2H2+ 6.2.1 化学反应的速率
4OH--4e- 4H2O,发生氧化反应,A正确;b极通 O2 作正 知识梳理
极,电极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-,B不正确;正、负
、 Δc极电极反应式相加得总反应式为2H +O 2H O,C正确;氢 一 1.减小 增大 2. 3.不同 化学计量数2 2 2 Δt
氧燃料电池的能量高,且产物为水,对环境无污染,故是具有应用 二、1.性质 2.(1)增大 减小 (2)增大 减小 (3)增大 减
前景的绿色电源,D正确。 小 (4)相同 (5)接触面积
当堂训练 典例精解
1.D 2.A 3.B 4.C 5.A 6.D 【典例1】 C 解析:化学反应速率是衡量化学反应进行快
7.负 氧化 Zn-2e- Zn2+ 锌片溶解 正 还原 慢程度的物理量,A正确;物质的性质是化学反应速率快慢的内
Cu2++2e- Cu 铜极变粗 Zn+Cu2+ Zn2++Cu 因,B正确;化学反应速率可用单位时间内物质的量浓度的变化
解析:CuSO4 溶液为电解质溶液时,锌铜原电池的负极为锌, 来表示,而不是物质的质量,C不正确;化学反应速率的表达式为
电极反应式为Zn-2e- Zn2+,所以锌片不断溶解;正极为铜, Δc
电极反应式为Cu2++2e- Cu,所以铜极不断变粗;原电池总 v=
,分子单位是 · -1,分母单位是时间, 正确。
Δt mol L D
反应的离子方程式为Zn+Cu2+ Zn2++Cu。 变式1 B 解析:A.化学反应速率表示化学反应进行的快
课后巩固 慢,不表示反应进行的程度,A错误;B.化学反应速率可以用单位
1.B 2.A 时间内反应物浓度的减小来表示,也可以用单位时间内生成物浓
3.(1)D (2)加入CuSO4 溶液后,构成Fe-Ag原电池,铁 度的增大来表示,B正确;C.化学反应速率不能用纯液体或纯固
溶解,质量减轻,Cu2+在银圈上得电子,生成的Cu沉积在银圈上, 体的物质的量浓度的变化来表示,C错误;D.化学反应速率都是
质量增加 (3)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu 正值,无负值,D错误;故选B。
解析:加入CuSO4 溶液后,构成Fe-Ag原电池,Fe失电子 【典例2】 C 解析:A.2min末时 A和B的浓度之比为
作负极,质量减轻,Cu2+在正极银圈上得电子,生成的金属铜沉积 4∶1.5=8∶3,故 A错误;B.各物质变化的物质的量浓度之比等
·112·
于化学方程式的化学计量数比,所以x=2,故B错误;C.2min末 0.0027mol。根据2H2O2~O2,c(H2O2)=0.0054mol÷0.05L
时B的浓度为1.5mol·L-1,故C正确;D.2min末时 A的消耗 ≈0.11mol·L-1。
浓度为1mol·L-1,故D错误;故选C。
变式2 (1)0.75 3 (2)0.05 (3)2 6.2.2 化学反应的限度 化学反应条件的控制
解析:(1)设原混合物中A、B的物质的量均为amol,列出起 知识梳理
始时和5min时有关物质的物质的量。 一、1.平衡状态 大于 2.(1)①最大 反应物的浓度最大 为
3A(g) + B(g) xC(g) + 2D(g) 0 生成物的浓度为0 ②逐渐减小 反应物的浓度逐渐减小
起始时的物质 逐渐增大 生成物的浓度逐渐增大 ③大小相等 不再改变
a a 0 0
的量/mol 不再改变 3.(1)温度 压强 可逆 正反应速率 逆反应速率
5min时的物 浓度 浓度 可逆反应 (2)可逆 = ≠ 动态 保持一定
a-1.5 a-0.5 0.1×2×5 0.5×2
质的量/mol 化学平衡的移动 4.(1)反应物的化学性质 (2)温度 浓度
a-1.5 3 压强 化学反应的限度 有气体物质参与或生成
根据c(A)∶c(B)=3∶5,可得 = ,解得a=3,即a-0.5 5 二、1.(1)①有利 ②有害 2.(1)与空气中 O2 的接触面积增
( ) ( ) , ( ) 3mol-1.5mol 大,煤粉燃烧更充分,反应速率加快 空气充足,煤粉燃烧充分,n A =n B =3 mol5 min 后 c A = 2L = 生成CO2,放出热量多,若空气不足,煤燃烧不完全,生成CO,产
0.75mol·L-1。(2)v(B)
05.mol
=0 =0.05mol·L-1·min-1。 生热量减少,且会造成污染 (2)防止热量散失 (3)将煤燃烧后2L×5min
的废气通过交换装置,供其他方面使用
( x 13)由化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,可知2=
, 典例精解
0.5×2
。 【典例1】 B 解析:可逆反应达到平衡状态时,解得x=2 v正=v逆≠
0,且各组分的含量保持不变,故①③正确;而反应物和生成物浓当堂训练
度相同,只是反应达到的某一特殊状态,并不一定达到平衡状态。
1.D 2.D 3.D 4.B 5.C
变式1 A 解析:①中单位时间内生成n molO2 的同时生6.(1)接触面积 温度 (2)温度越高 (3)Ⅱ Ⅲ (4)在
成
, 2nmolNO2
,则v正=v逆,所以①能说明达到平衡状态;②所描
相同的温度下 用两份相同形态的质量相同的锌片与两份体积相
述的都是正反应方向的速率,无法判断是否达到平衡状态;无论
同但浓度不同的盐酸分别反应,比较收集相同体积氢气所需的
达到平衡状态与否,各物质表示的反应速率之比都等于化学方程
时间
式中各物质的化学计量数之比,所以③不能说明反应达到平衡状
课后巩固
态;有色气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡,所以④能说
1.D 2.A 3.D 4.A 5.A
明达到平衡状态;因容器容积固定,密度是一个常数,所以⑤不能
6.(1)增大 (2)增大 (3)增大 (4)减小 (5)不变
说明达到平衡状态;该反应是一个反应前后气体体积不等的反
解析:(1)不论正反应是吸热还是放热,升高温度都会使化学
应,容器的容积又固定,所以⑥⑦均能说明达到平衡状态。
反应速率增大。(2)若无特别说明,通常所说的催化剂即为“正催 【典例2】 A 解析:煤块粉碎是为了提高煤的利用率;脱硫
化剂”,加入催化剂,可加快化学反应速率。(3)再充入amolH2, 是为了减少SO2 的产生;过量空气是为了减少CO的产生。
c(H2)增大,化学反应速率增大。(4)扩大容器的容积,容器内各 变式2 C 解析:理论上,提高燃料燃烧效率的常用方法是
物质的浓度减小,化学反应速率减小。(5)在密闭容器中通入 增大燃料与空气的接触面积,并通入适当过量的空气。对于①和
Ne(g),保持容积不变,并未改变反应物的浓度,化学反应速率 ②,由于燃料的着火点是其固有的性质,不可改变,故这两项措施
不变。 不可行;③、④、⑤所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触
7.(1)产生气泡的快慢 (2)可以消除阴离子不同对实验的 面积。
MnO2
干扰 2H2O2 2H2O+O2↑ (3)分液漏斗 产生40mL 当堂训练
气体所需的时间 (4)随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应 1.D 2.A 3.A 4.D 5.B 6.B
速率减小 0.11mol·L-1 7.(1)
1
2 (2)(t -t )·V mol
·L-1·min-1 (3)CE
:() 2 1解析 1 通过产生气泡的快慢即可比 较 Fe3+ 和 Cu2+ 对
解析:(1)物质的化学计量数之比等于物质的物质的量的变
H2O2 分解的催化效果(保持其他条件相同,只改变催化剂)。
化量之比,所以a∶b=(8mol-2mol)∶(5mol-2mol)=2∶1,
(2)FeCl3溶液和CuSO4 溶液中阴阳离子都不相同,无法判断是阴 该反应 的 化 学 方 程 式 为 2N(g) M(g)。(2)v(M)=
离子起作用还是阳离子起作用,Fe2(SO4)3 溶液和CuSO4 溶液的 4mol-3mol 1
阴离子相同,
-1 -1
可以消除阴离子不同对实验的干扰。(3)通过计算 ( · · 。()达到t2-t1)min·VL=(t -t )·V mol L min 32 1
分别用 Fe3+、Cu2+ 催化时生成 O2 的速率来定量比较 Fe3+ 和 平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,M 与 N的物质的量之
Cu2+ 对 H2O2 分解的催化效果,因此需要测量的数据是产生 比为1∶1时,不能说明达到平衡状态,A选项错误;该反应的反
40mL气体所需要的时间。(4)随着反应的进行,反应物浓度逐 应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后混合气体
渐减小,反应速率也随之减小;最终生成氧气的体积是60mL,即 的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若
·113·
反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始 (4)将多个电池串联起来,可使电压增加,实验效果更为明显,所
终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达到了平衡状态, 以做法合理。
C和E选项正确;消耗amolN和生成bmolM都体现的是正反 13.(Ⅰ)(1)该反应中KI溶液过量,故不能直接检验是否存
应速率,没有体现逆反应速率的大小,不能说明反应达到了平衡 在I- 取少量反应液于试管中,滴加 KSCN溶液,若出现红色,
状态,D选项错误。 则证明还有Fe3+未完全反应 (2)取少量反应液于试管中,滴加
课后巩固 淀粉溶液,若溶液变蓝色,说明生成了I2 (Ⅱ)取上层清液少许
1.D 2.C 3.D 4.C 5.D 置于试管中,滴加1mol·L-1的Na2CO3 溶液,若产生白色沉淀,
6.(1)2A+B 2C (2)0.1mol·L-1·min-1 (3)b 则说明反应有一定的可逆性和反应限度
(4)①③ 解析:甲组实验①不合理,因为实验中I-是过量的,不能通过
解析:(1)从图像分析,在相同时间内,A减少了2mol,B减 检验I-存在证明反应的可逆性,只能通过检验少量反应物Fe3+
少了1mol,C增加了2mol,所以该反应的化学方程式为2A+B 是否剩余及是否生成了I2 来证明反应的可逆性,因 此,可 用
2C。(
1mol
2)2min内B减少了1mol,所以v(B)= = KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4 溶液萃取)等合理方法来分别检5L×2min
验Fe3+、I2。乙组从反应物的量的角度考虑,Na2SO4 溶液相对过
0.1mol·L-1·min-1。(3)a.没有说明正、逆反应方向,不能说明
量,若反应无可逆性,则Ca2+沉淀完全,若反应有一定可逆性和反
反应已达到平衡状态;b.压强不变说明反应达到平衡状态;c.反应
应 限 度,则 Ca2+ 没 有 完 全 沉 淀,故 可 用 Na2CO3 溶 液 来 检
达到平衡状态时,A的逆反应速率应该是B的正反应速率的2倍,
2+。
表示为v逆(A)=2v正(B),所以错误;
验
d.容器内混合气体的密度始
Ca
。() , ; , ; 14.(1)1.5mol·L
-1 (2) · -1· -1 ()终不变 4 ①降温 反应速率减小 ②加入催化剂 反应速率增大 0.2mol L min 32
()
③增大容器的容积,物质的浓度减小,反应速率减小,所以选①③。 4 ①
() () · -1· -1 () 解析:根据题给信息可知,5min时生成3molC,则消耗 的7.12N M 26 0.5mol L min 3 ② A
() () 物质的量为4 ③ 5 ①④ 1mol
,消耗B的物质的量为2mol,5min末 A的物
解析:(1)在相同时间内,Δn(N)=2Δn(M),则化学方程式为 4mol-1mol质的量浓度为
2L =1.5mol
·L-1;前5min内用B表
2N M。(2)根据图像可知反应进行到6min时物质的量不再
2mol
发生变化,因此反应达到最大限度的时间是6min,该时间内的平 示的反应速率v(B)= =0.2mol·L-1· -1,由2L×5min min
8mol-2mol
均反应 速 率v(N)= =0.5mol·L-1·min-1。 v(B)∶v(D)=2∶n=02.mol·L-1·min-1∶02.mol·L-1·min-1=12L×6min
,得 。比较反应速率的大小时应换算为用同一物质表示
(3)反应达到平衡状态时,
∶1 n=2
放出6QkJ的热量,即消耗6molN放
的反应速率,再比较大小。
出6QkJ的热量,由于是可逆反应,则1molN不能完全消耗,所
()() · -1· -1 ()( )
以反应放出的热量小于QkJ, 。()
15.1v X =0.075mol L min 2α Y =20%
故选② 4 ①达到平衡状态时正、
()
逆反应速率相等,但不能为零, ; 3n=4错误 ②密度是混合气体的质量和
解析:根据三段式解题
容器的容积的比值,在反应过程中混合气体的质量和容器的容积
3X()+Y() nZ()+2W()
始终是不变的,因此该条件下,混合气体的密度不再发生变化不 g g g g
起始浓度/(mol·L-1) 0.5 0.25 0 0
能说明反应达到平衡状态,错误;③正反应体积减小,则该条件
变化浓度/( · -1)
下,混合气体的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态,正 mol L 0.15 0.05 0.05n 0.1
; 末浓度/( ·
-1)
确 ④该条件下,单位时间内消耗2molN的同时,生成1molM 2min mol L 0.35 0.2 0.05n 0.1
, ()根据 末生成 ,则消耗 ,()均表示正反应速率 不能说明反应达到平衡状态,错误;故选③。 1 2min 0.2molW X0.3molv X =
-1 -1
(5)
( ) · · 。
①升高温度反应速率加快;②容器容积不变,充入惰性气体 0.3mol÷ 2L×2min =0.075mol L min
Ar,反应物的浓度不变,
()( ) 。
反应速率不变;③容器压强不变,充入惰 2α Y =0.05÷0.25×100%=20%
() ( ) · -1
性气体Ar,容器的容积增大,反应物的浓度减小,反应速率减小; 3
根 据 v Z =Δc÷Δt=0.05n mol L ÷2 min=
-1 -1
④使用催化剂反应速率加快;故选①④。 0.1mol
·L ·min ,解得n=4。
章末测试 第七章 有机化合物
1.D 2.A 3.A 4.B 5.C 6.C 7.B 8.D 9.D 第一节 认识有机化合物
10.D 11.B 知识梳理
12.(1)Al-3e- Al3+ (2)实验①中锌比铜活泼,锌作负 一、1.4 4 2.(1)①碳碳单 ②碳碳双 ③碳碳三 (2)①直
极,实验⑤中铝比锌活泼,锌作正极,两实验中电流方向相反
②支 ③环
(3)水果品种 电极材料 (4)合理
H
解析:(1)实验⑥中电极是锌和铝,铝比锌活泼,铝作负极,电 H·×
、 × ·
极反应式为Al-3e- Al3+。(2)实验①中锌比铜活泼,锌作负
二 1.CH4 H· C×H H C H 正四面体 C H
×·
极,实验⑤中铝比锌活泼,锌作正极,两实验中电流方向相反。 H H
(3)由实验可知,水果电池的电压与水果品种及电极材料有关。 2.(1)4 (2)碳 氢 单键 氢原子 饱和 (3)CnH2n+2 整数
·114·
(4)CH2 3.分子式 结构 4.(1)戊 庚 辛 (2)汉字数字 催化剂 c.CH3CH2Cl d.CH3CH2OH ②a.CH2 CH2+H2 →
正十二 (3)一个支链 两个支链 5.(1)①气态 液态 固 △
态 升高 ②气态 气态 (2)③有机物分子里的某些原子或原 CH3—CH3(乙 烷) b.CH2 CH2 +Br2 →CH2Br—CH2Br
子团被其他原子或原子团所替代 ④不 一氯甲烷 油状 (1,2 二溴乙烷) c.CH2 CH2+HCl →CH3—CH2Cl(氯乙
典例精解 催化剂烷) d.CH2 CH2 +H2O 、 →CH3CH2OH
(乙 醇)
【典例1】 D 解析:在这几种形式中,分子结构示意图、球
加热 加压
, 催化剂棍模型及空间填充模型均能反映甲烷分子的空间构型 但空间填 (3)①nCH2 CH2 → CH2 CH2 (聚乙烯) ③加聚
充模型更能形象地表达出 H、C的位置及所占比例;电子式只反 反应
映原子的最外层电子的成键情况。 二、1.碳 氢 碳氢化合物 3.正四面体 平面 直线形
变式1 D 解析:先把CH4 分子空间构型的几种可能性画 三、1.天然 合成 棉花 羊毛 天然橡胶 塑料 合成纤维
出来,然后依次思考排列可得到答案。 合成橡胶 2.(1)①增塑剂 防老剂 着色剂 ②高 小 腐
【典例2】 D 解析:饱和烃包括链状烷烃和环烷烃,A错 蚀 易 (2)①聚异戊二烯 CH2 C CH CH2 ②线
误;随着碳原子数的递增,烷烃的熔、沸点逐渐升高,B错误;由取 CH3
代反应的定义可知C错误;据CH4 的分子结构可知,烷烃分子不 型 硫 (3)①棉花 羊毛 ②高 好
可能是平面结构,D正确。 典例精解
变式2 A 解析:B项,它们与其他碳原子数不同的链状烷 【典例1】 C 解析:乙烯分子中含有碳碳双键,决定了它的
烃互为同系物;C项,化学性质相似,但物理性质不同;D项,碳原 性质与甲烷、乙烷等烷烃的性质有所不同。乙烯的加成反应和氧
子数小于或等于4的烷烃及新戊烷在通常状况下是气体。 化反应过 程 中 碳 碳 双 键 断 裂,A 正 确;乙 烯 能 与 溴 水 和 酸 性
当堂训练
KMnO4溶液反应,但是乙烷不能,故能用溴的四氯化碳溶液或酸
1.D 2.D 3.D 4.D 5.D 6.C 性KMnO4 溶液鉴别乙烯和乙烷,B正确;乙烯和甲烷中氢的质量
7.(1)1∶2 (2)Na2CO3 和NaOH 分数不同,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量
解析:(1)甲烷燃烧生成水和二氧化碳,过氧化钠与二氧化碳 不同,C错误;甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧火焰明亮且伴
反应生成碳酸钠和氧气,该反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2 有黑烟,D正确。
2Na2CO3+O2,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,该 变式1 C 解析:A项,乙烯含有碳碳双键,属于不饱和烃,
反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,依题 乙烷属于饱和烃,正确;B项,两点决定一条直线,所以乙烯和乙烷
意,容器内于150℃时压强约为0,将残留物溶于水,无气体逸出, 分子中的两个碳原子一定在同一条直线上,正确;C项,乙烯分子中
这说明最后产物只能是Na2CO3 和NaOH的混合物,根据原子守 碳碳双键键能小于乙烷分子中碳碳单键键能的两倍,因此乙烯结
恒原理(尤 其 是 CH4 中 C 和 H 原 子 个 数 比 为1∶4),可 得 构不稳定,错误;D项,甲烷分子是正四面体结构,乙烷分子中所有
2CH4+O2+6Na2O2 2Na2CO3+8NaOH,所以原混合气体 原子不可能在同一平面上,所以乙烷分子是立体结构;乙烯分子为
中O2 和CH4 的体积比为1∶2。(2)根据以上分析可知残留物是 平面结构,所有原子都处在同一平面上,正确。
碳酸钠和氢氧化钠的混合物。 【典例2】 B 解析:A项,CH3CH2CH3 是丙烯与氢气的加
课后巩固 成产物;B项,CH3CH2CHCl2 不可能是丙烯的加成产物;C项,
1.D 2.B 3.A 4.C 5.B CH3CH2CH2OH是丙烯与水的加成产物;D项,CH3CH2CH2Br
6.(1)58 (2)2∶5 C4H10 (3)CH3CH2CH2CH3(正丁 是丙烯与 HBr的加成产物。
烷)、CH3CH(CH3)CH3(异丁烷) 变式2 C 解析:丙烯与乙烯都含有碳碳双键,性质有相似
解析:(1)M=2.59g·L-1×22.4L·mol-1≈58g·mol-1。 之处。丙烯同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错;丙烯与乙烯
() () 58×82.8% , ( ) 58-4×122N C= ≈4N H = =10,N(C)∶N(H)= 的元素组成是相同的,可以燃烧,B错;丙烯也能和溴的四氯化碳12 1 溶液发生加成反应,C正确;乙烯与 HCl加成只生成一种产物一
4∶10=2∶5,该烃的分子式为 C4H10。(3)可能的结构简式为 氯乙烷,但是CH2 CH—CH3 与 HCl加成,由于氯原子连接的位
CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH3CH(CH3)CH3(异丁烷)。 置有两种情况,加成产物也应该有两种,即Cl—CH2—CH2—CH3 和
7.(1)AB D (2)升高 小于或等于4 增大
CH3—CHCl—CH3,它们互为同分异构体,不是同一物质,D错。
第二节 乙烯与有机高分子材料 当堂训练
知识梳理 1.C 2.D 3.C 4.C 5.B 6.C
H H 7.(1)CH
· · 2 CH2 +Br2 →CH2BrCH2Br (2)不能 AC× ×
一、1.无色 气体 小 水 2.(1)C2H4 H× C· · ·· · · C×H (3)H2S H2S+Br2 2HBr+S↓ CuSO4 溶液(或 NaOH
H H 溶液等) (4)分别用pH 计测量反应前后溴水的pH,若反应后
(2) C C CH2 CH2 (3)球棍模型 空间填充模型 pH不变,则是加成反应
H H 解析:由“乙烯中可能含有少量还原性的气体杂质”“褪色后
3.(1)①明亮 黑烟 ②褪色 (2)①a.CH3—CH3 b.CH2BrCH2Br 的溶液里有少许淡黄色浑浊物质”可以推断还原性气体为 H2S。
·115·
课后巩固 H H
1.D 2.C 3.B 4.B 5.D 6.D 解析:(1)由C2H6 的结构式H C C H不难推知:C2H6O的
7.(1)A (2)C (3)B A (4)A、B
H H
解析:据球棍模型可知 A为 CH4,B为 C2H4,C为 C2H6。
可能结构有两种:一种O原子插入C—H之间,另一种O原子插入
(1)等质量的烃CxHy 完全燃烧时,氢元素的质量分数越大,耗氧 H H H H
量越大,即碳、氢原子个数比越小耗氧量越多。CH4、C2H4、C2H6
— 之 间,即 ( )和 ( )。
x 1、2 2
C C H C C O H A H C O C H B
中的 依次为 、 ,故CH4 耗O2 最多。(2)等物质的量的y 4 4 6 H H H H
, y () 由已知信息可知产生的气体为 。 据数据分析不难推烃CxHy 完全燃烧时 x+ 的值越大,耗氧量越大,CH 、CH 、 2 ① H2 ②4 4 2 4 出n(C2H6O)∶n(H)=1∶1,说明C2H6O中只有一个 H能被置
y 4 4 6
C2H6 中的x+ 依次为4 1+4=2
、2+4=3
、2+ =3.5,故 换为 H2,而其他5个 H则不能。4
光
C2H6 耗O2 最多。(3)等质量的三种物质中,CH 的含碳量最 【典例2】 (1)黑 红 催化 (2 4 2)CH2 CH2+H2O →
高,故C2H4 燃烧生成的CO2 最多;CH4 的含氢量最高,故CH4 C2H5OH 加成
生成的 H2O最多。(4)温度大于或等于100℃条件下,当烃分子 解析:(1)铜丝表面附有CuO,插入焰心,焰心附近会有汽化
中含有4个氢原子时,该烃完全燃烧前后气体体积不变,故答案 的酒精未来得及燃烧,乙醇和CuO在加热条件下会发生反应。
为CH4、C2H4。 (2)熟水果能释放出乙烯,乙烯能催熟水果,要水果保鲜,应把乙
烯转化为乙醇,主要的反应为CH2 CH2与水在光照条件下反应
8.(1)碳碳双键(或 C C ) (2)将产生的气体产物通入 生成乙醇。
盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中(或通入盛有溴的四氯化碳溶液 变式2 D 解析:醇发生催化氧化反应的结构特点:只有羟
的试管中) (3)酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去(或溴的四氯化碳 基相连的碳原子上至少要有两个氢原子,即发生生成醛的反应必
溶液的红棕色褪去) 须是“伯醇(RCH2OH)”,故②③可以被氧化为醛,①④不能被氧
第三节 乙醇与乙酸 化为醛。
当堂训练
7.3.1 乙醇 1.A 2.C 3.A 4.C 5.D 6.C
知识梳理 7.②④⑤⑥⑦ ⑥
H H 课后巩固
一、1.(1)C2H6O H C C O H CH3CH2OH 1.D 2.D 3.A 4.B 5.A 6.A
H H 催化剂7.(1)小 (2)CH2 CH2 +H2O 、 →CH3CH2OH加热 加压
C2H5OH 羟基 2.(1)酒精 无 (2)小 有机
Cu
二、1.(1)钠沉于无水乙醇底部,不熔化成闪亮的小球,缓慢出现 加成反应 (3)D E (4)①3 ②2CH3CH2OH+O2 →△
气泡,但 没 有 爆 鸣 声 (2)小 于 2C2H5OH+2Na → 2CH3CHO+2H2O
点燃
2C2H5ONa+H2↑ 2.(1)①CH OH+3O →2CO +3H O 解析:(2)乙 烯 与 水 发 生 加 成 反 应,化 学 方 程 式 为2 5 2 2 2
②淡蓝 放出 (2)①螺旋 ②红色 黑色 红色 刺激性 催化剂CH2 CH2+H2O 、 →CH3CH2OH
。(3)同系物满足两
加热 加压
催化剂
③乙醛 2CH3CH2OH+O2 →2CH3CHO+2H2O (3)①橙
△ 个条件:结构相似;分子组成上相差n 个CH2 原子团,故甲醇与
绿 ②乙酸 乙醇互为同系物。同分异构体满足两个条件:分子式相同;不同
典例精解 的分 子 结 构,故 CH3-O-CH3 与 乙 醇 互 为 同 分 异 构 体。
【典例1】 D 解析:A项,乙醇结构中有-OH,所以乙醇溶于 点燃(4)①乙醇燃 烧 的 化 学 方 程 式 为 C2H5OH+3O2 →2CO2+
水,但是不可以电离出OH-,因而显中性,错误;B项,乙醇是非电解 3H2O,故1mol乙醇完全燃烧消耗3molO2。②乙醇催化氧化
质,错误;C项,乙醇与钠发生取代反应可以产生氢气,不是乙醇电离 Cu
的化学方程式为2CH3CH2OH+O2 →2CH3CHO+2H2O。
产生H+,因此不能说乙醇显酸性,错误;D项,乙醇与钠反应非常平 △
缓,所以乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼,正确。 7.3.2 乙酸 官能团与有机化合物的分类
H H H H 知识梳理
变式1 (1)H C C O H(A) H C O C H(B) H O
H H H H 一、1.C2H4O2 H C C O H CH3COOH 羧 基
(2)①H2 ②A n(C2H6O)∶n(H)=1∶1,说明C2H6O分子中 H
只有1个 H能被置换,即有1个 H与其他5个 H的空间位置不 (—COOH) 2.刺 激 性 无 色 3.(1)①CH3COOH
同,故结构式A符合要求 CH3COO- + H+ ② 红 ③2CH3COOH + 2Na →
·116·
2CH3COONa+H2↑ ④CH3COOH+NaOH →CH3COONa+ 热,有乙酸生成,则可观察到的现象为有刺激性气味的气体放出;
H2O ⑤2CH3COOH+Na2CO3 →2CH3COONa+CO2↑+H2O △反 应 的 化 学 方 程 式 为 2CH3COONa+ H2SO4 (浓) →
浓硫酸
(2)①CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O 2CH
△ 3
COOH↑+Na2SO4。(2)向氢氧化钠溶液中滴加酚酞后溶
液显红色,逐滴加乙酸发生中和反应生成醋酸钠和水,溶液碱性
②酯化反应 ③酯基(—COOR) 挥发性 芳香
逐渐减弱,当乙酸过量后溶液显酸性,可观察到的现象为红色逐
二、(2) C C 碳碳双键 (3) C C 碳碳三键 渐变浅,最后消失;反应的离子方程式为CH -3COOH+OH →
O O CH
-
3COO +H2O。(3)乙酸的酸性比碳酸的强,则在碳酸钠溶
()— () () 液中 加 入 乙 酸 后,有 无 色 气 体 放 出,反 应 的 离 子 方 程 式 为6 OH 羟基 7 C H 醛基 8 C OH 羧基
2CHCOOH+CO2-O 3 3 →2CH3COO
-+H2O+CO2↑。
Cu
(9) C O R 酯基 10.(1)羟 基 羧 基 (2)②2CH3CH2OH+ O2 →△
典例精解 2CH3CHO+2H2O 氧化反应 ④CH3COOH+CH3CH2OH
【典例1】 C 解析:选项 A只说明CH3COOH 易溶于水; 浓硫酸
; CH3COOCH2CH3+H2O 取 代 反 应(酯 化 反 应)选项B说明CHCOOH的酸性比碳酸强 选项C中的数据说明 3 △
CH3COOH没能完全电离,即说明CH3COOH是弱酸;选项D说 (3)不能 该反应为可逆反应,有一定的限度,不可能完全转化
明CH3COOH显酸性,但不能说明CH3COOH是弱酸。 (4)60.2%
变式1 (1)①=②=④>③ (2)②=④>③=① 解析:(1)B、D分子中的官能团名称分别是羟基、羧基。(2)②反
解析:有机物分子里的羟基和羧基都可以和Na反应放出 H2, Cu
应的化学方程式是2CH3CH2OH+O2 →2CH3CHO+2H2O,
则消耗金属钠的质量:①=②=④>③;而只有羧基和NaHCO3 溶 △
液反应放出CO2,所以产生气体的体积:②=④>③=①。 反应类型是 氧 化 反 应;④反 应 的 化 学 方 程 式 是 CH3COOH+
【典例2】 C 解析:根据酯化反应中酸脱羟基醇脱氢的规 浓硫酸CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O,反应类型是取代
律写出反应的化学方程式,标明18O与16O的位置。 △
18O 反应(也叫酯化反应)。(3)由于酯化反应与酯的水解反应互为可
浓硫酸 逆反应,所以在实验室利用B和D制备E的实验中,若用1molB
CH 183C O H+H
16
O C2H5 H
18
2 O+
△ 和1molD充分反应,不能生成1molE。(4)184g乙醇的物质的
18O 184 120
量是 g -1=4mol;120g乙酸的物质的量是
g
-1=
CHC 16O CH ,而酯化反应的逆反应是按“酸加羟基醇加 46g
·mol 60g·mol
3 2 5
” , 18 。 2mol,由于乙醇过量,所以反应产生的乙酸乙酯应该按照乙酸来计氢 来反应的 观察可知分子中含有 O的物质有3种
算,理论上应该产生乙酸乙酯的质量是
变式2 B 2mol×88g
·mol-1=
当堂训练 106176g,实际反应只生成106gE,则该反应的产率为
g
176 ×100%≈g
1.D 2.B 3.D 4.A 5.A 6.A 7.C 8.D
60.2%。
9.(1)CH3 CH COOH+2Na →CH3 CH COONa+
第四节 基本营养物质
OH ONa
H ↑ 7.4.1 糖类2
(2)CH CH COOH+NaHCO → 知识梳理3 3
1.C6H12O6 (C6H10O5)n (C6H10O5)n 2.(1)C6H12O6+
OH
酶
CH3 CH COONa+CO2↑+H2O 6O2 →6CO2+6H2O 银镜 砖红 (2)C12H22O11(麦芽糖)+
OH 催化剂H2O →2C6H12O6(葡 萄 糖) (C6H10O5)n(纤 维 素)+
O 催化剂
nH2O →nC6H12O6(葡萄糖) 蓝 葡萄糖
(3)CH3 CH C O CH COOH 典例精解
OH CH3 【典例1】 A 解析:同分异构体的特点是分子式相同但结
课后巩固 构不同,而淀粉和纤维素属于多糖,分子式不同,故A错误。
1.C 2.C 3.C 4.C 5.B 6.B 7.C 8.C 变式1 D 解析:葡萄糖与新制Cu(OH)2 悬浊液反应时,
9.(1)有 刺 激 性 气 味 的 气 体 放 出 2CH3COONa+ NaOH 必 须 过 量,而 本 题 中 n(CuSO4)=n(NaOH)=2×
△
H2SO4(浓) →2CH3COOH↑+Na2SO4 (2)红色逐渐变浅,最 10-3mol,NaOH的量不足,故看不到砖红色沉淀生成。
后消失 CH3COOH+OH- →CH3COO-+H2O (3)无色气 【典例2】 B 解析:家酿米酒是以淀粉类物质为原料在酶的
体 2CH3COOH+CO2-3 →2CH3COO-+H2O+CO2↑ 作用下逐步转化而成:淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒(乙醇)。
解析:(1)根据强酸制弱酸的原理,将醋酸钠晶体与浓硫酸共 变式2 D 解析:取少量纯蔗糖加水配成溶液;在蔗糖溶液
·117·
中加入3~5mL稀硫酸;将混合液煮沸几分钟,冷却;在冷却后的 级醇酯,B选项错误;羊油并不是液态油,而是固态酯,是饱和高
溶液中要先加入NaOH溶液中和催化剂硫酸,使溶液显碱性,然 级脂肪酸形成的甘油酯,因此不存在催化加氢的问题,C选项错
后再加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,就可以看到砖红 误;油脂在碱性条件下水解,这种水解又称为皂化反应,是工业上
色沉淀。没有观察到砖红色沉淀的原因是煮沸后的溶液中没有 制肥皂的方法,D选项正确。
加碱中和作催化剂的硫酸,故选D。 【典例2】 B 解析:蛋白质是生命的基础,A正确;蛋白质与
当堂训练 浓硝酸的显色反应,只有含苯环的蛋白质才能显黄色,不含苯环
1.B 2.B 3.D 4.B 5.C 6.C 7.B 8.D 9.B 的蛋白质没有这一性质,B错误;C为常识性知识,正确;蛋白质灼
10.(1)蔗糖不加催化剂不发生水解,与新制Cu(OH)2 悬浊 烧时有类似烧焦羽毛气味,这一性质常用来检验物质中是否含有
液不反应 (2)产生砖红色沉淀 蔗糖在硫酸作催化剂条件下水 蛋白质,生活中应用尤其广泛,这也是最简单的一种鉴别方法,D
解生成葡萄糖,葡萄糖在加热及碱性条件下与新制Cu(OH)2 悬 正确。
浊液发生反应 中和硫酸使溶液呈碱性 变式2 D 解析:蛋白质的组成元素除C、H、O、N外还含
解析:(1)蔗糖不与新制Cu(OH)2 悬浊液反应。(2)蔗糖在 有S等元素,A错误;某些蛋白质在浓硝酸的作用下显黄色,发生
稀硫酸作催化剂条件下发生水解生成葡萄糖,葡萄糖在加热和碱 显色反应,B错误;酶具有专一性,蛋白酶只可以催化蛋白质的水
性条件下与新制Cu(OH)2 悬浊液反应生成砖红色沉淀。 解反应,C错误。
课后巩固 当堂训练
1.A 2.C 3.A 4.D 5.A 6.C 7.B 1.A 2.C 3.D 4.D 5.C 6.B 7.C
8.(1)淀粉溶液 葡萄糖溶液 蔗糖溶液 课后巩固
(2)(C6H10O5)n+nH2O →nC6H12O6 1.(1)BC (2)B (3)ACD (4)C
淀粉 葡萄糖 2.(1)氨基(—NH2) 羧基(—COOH) (2)C (3)BD
C12H22O11+H2O →C6H12O6+C6H12O6 (4)BCDE F (5)8
蔗糖 葡萄糖 果糖
9.(1)CH O (2)CHCOOH (3)HCOOCH 解析
:(1)该分子属于氨基酸,含—NH2 和—COOH 两种官
2 3 3
() ( ) 能团。(3)棉花的主要成分是纤维素,蚕丝、羊毛、豆腐、病毒的主4CH2OH CHOH 4CHO
要成分都是蛋白质。(4)蓝矾、碘酒、高锰酸钾、酒精等物质都能
:()() 22 9解析 1nC= g g44g·
,(
mol-1=05.moln H
)=18g·mol-1
×2= 使蛋白质变性,重晶石的主要成分是硫酸钡,它既不溶于水又不
· -1
, ( ) 15g-05.mol×12g mol -1mol×1g
·mol-1 溶于酸,不能使蛋白质变性。生牛奶中含有较多的未变性的蛋白
1moln O = 16g·mol-1
=
质,熟鸡 蛋 中 的 蛋 白 质 已 经 变 性 了。(5)151000×0.34%÷
0.5mol,所以x∶y∶z=0.5mol∶1mol∶0.5mol=1∶2∶1,则 64≈8。
其最简式为CH2O。(2)设其分子式为(CH2O)n。此时A应为羧 3.(1)除去装置中的空气 a b (2)AD D
酸,30n=60,所 以 n=2,分 子 式 为 C2H4O2,结 构 简 式 为 点燃(3)
y
CxHyOzN
y z
p+ x+ - O2 →xCO2+ H2O+
CH3COOH。(3)此时A为酯且n=2,分子式为C2H4O ,结构简 ( 4 2 ) 22
O p
2N2
式为H C O CH3。(4)n=6,再结合性质推知A为葡萄糖。 (4)除去过量的O2,保证最终收集到的是N2
7.4.2 蛋白质 油脂 (5)①使E、F液面相平 ②视线应与刻度线和凹液面的最低
知识梳理 处相平
一、1.(1)细胞 2.(2)氨基酸 (3)下降 生理活性 (4)黄 (6)ABD
CH2COOH CH3CHCOOH (7)不能;碱石灰可同时吸收CO2 和 H2O,将使实验结果缺
(5)烧焦羽毛 3.(1)NH2 NH2 (2)氨 少数据,无法确定其分子式
基(—NH2) 羧基 解析:本实验的原理是通过测量氨基酸样品燃烧产生的CO2
二、1.甘油 3.油 脂肪 4.甘油 和 H2O的质量,以及生成的氮气的体积,从而确定各元素的物质
典例精解 的量之比,进而确定分子式。(1)在实验开始前通一段时间的纯
【典例1】 D 解析:纯净物有固定的熔、沸点,油脂没有固 氧,这样做的目的是除尽装置中的空气,避免对后续实验造成干
定的熔、沸点,故是混合物,A项正确;从结构上分析,B项正确; 扰,之后则需关闭止水夹a并打开止水夹b。(2)氨基酸的燃烧需
油脂是酸与醇作用的产物,具有酯基(—COOR),属于酯类,C项 要加热,用铜网除去未完全反应的氧气也需加热,为减小误差应
正确;油脂结构中的烃基有些是不饱和的,含有碳碳双键,可使溴 先加热铜网。(4)浓硫酸的作用是吸收产生的水蒸气,碱石灰的
水褪色,D项错误。 作用是吸收产生的CO2,因为O2 也不易溶于水,所以在用排水法
变式1 D 解析:羊油是动物脂肪,属于油脂,是多种高级 收集N2 之前应该用热的铜网将其除净。(5)测量 N2 的体积时,
脂肪酸的甘油酯,是混合物而不是纯净物,油脂都不是高分子化 必须要保证集气瓶中的 N2 的压强和外界大气压相等,所以一定
合物,A选项错误;构成羊油的是高级脂肪酸的甘油酯,而不是高 要使量筒内的液面与广口瓶内的液面相平,以消除液体压强的影
·118·
响,另外,读数时视线要与凹液面的最低处在同一水平线上。 基,可能是一个乙基,如乙苯;也可以是二个甲基,则有邻二甲苯、
(6)确定氨基酸的分子式,需要知道样品燃烧产生的CO2、H2O、 间二甲苯和对二甲苯三种,则符合条件的同分异构体共有4种。
N2 的质量,还有该氨基酸的摩尔质量。(7)因碱石灰可同时吸收 第八章 化学与可持续发展
CO2 和 H2O,若B、C顺序颠倒将使实验结果缺少数据,无法确定
其分子式,不能达到实验目的。 第一节 自然资源的开发利用
4.(1)①油脂 ②B (2)D 8.1.1 金属矿物的开发利用
解析:(1)①花生油属于油脂。②米饭里的主要营养物质是 知识梳理
淀粉,淀粉在酶作用下发生水解得到有甜味的糖。(2)毛织品主 △1.游离态 化合态 活动性 3.(1)2HgO 2Hg+O2↑
要成分为蛋白质,灼烧有类似烧焦羽毛的气味,A项正确;油渍属 △ 电解() (熔融)
于油脂,在碱性条件下可水解,B项正确;闻气味可鉴别白酒和米 2Ag2O 4Ag+O2↑ 22Al2O3 4Al+3O2↑冰晶石
醋,C项正确;食盐中加入的是KIO3,不是I2,故不能用淀粉溶液 电解 高温2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ (3)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
鉴别加碘食盐和不含碘的食盐,D项错误。 高温 高温
章末测试 WO3+3H2 W+3H2O 2PbO+C 2Pb+CO2↑
高温
1.A 2.D 3.C 4.D 5.D 6.C 7.A 8.D 9.A Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3
10.B 典例精解
11.(1)温度计 圆底烧瓶 (2)排水集气法 (3)加成反应 【典例1】 B 解析:(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别
高温
CH2 CH2+Br2 →CH2BrCH2Br 是(Ⅰ) ( )
△
Cu2 OH 2CO3 2CuO+CO2↑+H2O,C+2CuO
光照
12.(1)①CHCH +Cl CHCHCl+HCl 取代反应 2Cu+CO2↑
,符合①;(Ⅱ)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,符合③;
3 3 2 → 3 2
高温
催化剂 (Ⅲ)2Al+CrO AlO +2Cr,符合③;(Ⅳ)先从光卤石中提
②CH2 CH2+HCl →CH3CH2Cl 加成反应 ()
2 3 2 3
2 ②
电解
光照 取 MgCl2,再电解 MgCl2:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑,符合④。
产物纯净,没有副产物生成 (3)CH4+Cl2 →CH3Cl+HCl
变式1 D 解析:冶炼金属选择方法是根据金属的活动性,
催化剂
(4)CH2 CH2+H2O 、 →CH3CH2OH 金属冶炼是金属阳离子得电子的过程,即金属冶炼方法与金属阳加热 加压
:() , 离子得电子能力有关。解析 1 乙烷与氯气发生取代反应生成一氯乙烷和氯化氢
+4
光照 【典例2】 C 解析:根据得失电子守恒有如下关系:Mn~
反应的化学方程式为CH3CH3+Cl2 →CH3CH2Cl+HCl;乙烯
8
+
与氯化氢在一定条件下发生加成反应产生一氯乙烷,反应的化学 4 +3 +6 +3 3 8 +3 +6 +3Al,W~2Al,Co~ Al,Cr~2Al,所以C消耗铝最少。
催化剂 3 9
方程式为CH2 CH2 +HCl →CH3CH2Cl。(2)由乙烷通 变式2 B 解析:铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn
过取代反应制取一氯乙烷时,产生的一氯乙烷会与氯气进一步发 等),是利用铝热反应原理,铝的还原性,反应放出大量热量,当然
生取代反应产生二氯乙烷、三氯乙烷等,使产品纯度降低,而且反 还要考虑生产的经济效益。
应物原子不能全部转化为生成物,因此原子利用率未达到100%。 当堂训练
(3)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应产生有机物一氯甲 1.C 2.B 3.D 4.A 5.C 6.D
烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷及无机气体 HCl,HCl极易溶 7.(1)固体溶解,有无色气体生成,溶液变成蓝色 (2)Fe
于水,遇空气中水蒸气形成盐酸小液滴,因而出现白雾,用化学方 铁的活动性比铜的强,可从溶液中置换出铜 (3)氢气
光照 解析:(1)孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜,当加入过量稀硫程式表示为CH4+Cl2 →CH3Cl+HCl。(4)乙烯与水在一定条
酸时发生反应,固体逐渐溶解,产生二氧化碳气体、水和硫酸铜。
件下发生加成反应生成乙醇,反应的化学方程式为CH2 CH2+
(2)为冶炼金属铜,可加入过量的铁粉,把铜从硫酸铜溶液中置换
催化剂
H2O 、 →CH3CH2OH
。 出来。(3)向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜,过滤,将沉加热 加压
() 、 () 淀氢氧化铜加热灼烧后生成氧化铜,通入氢气生成铜和水。13.1 乙 丙 2 甲、丙 (3)戊 CH3CH(CH3)CH2CH3、
课后巩固
C(CH3)4 (4)甲、丙 16.7% (5)4
解析:(1)乙、丙能表示的是原子的相对大小及连接形式,
1.A 2.C 3.A 4.C 5.B 6.C
属于空
高温
间填充模型。(2)甲、丙分别是甲烷的球棍模型与空间填充模型,属于 7.(1)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 (2)取少量粉末放于试
同一种有机化合物。(3)存在同分异构体的是戊(正戊烷),其同分异 管中,加少量盐酸,若产生无色无味气体,则证明生成了单质铁
构体的结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4。(4)烷烃的通 (3)收集未反应的CO,防止污染空气 先停止加热,防止生成的
式为CnH2n+2,随n值增大,碳元素的质量分数逐渐增大,含碳量 铁再次被氧化
最低的是甲烷,
3+ 2+
含氢量最低的分子是戊烷,氢元素的质量分数是 8.(1)将Fe 还原为Fe 析出绿矾(FeSO4·7H2O)
12 (2)绿矾(FeSO4·7H2O) 生石灰(或碳酸钙、废碱) (3)防止高
×100%≈16.7%。(5)C8H10属于苯的同系物,侧链为烷60+12 温下镁或钛与O2、N2 等反应
·119·
解析:(1)分析框图知,铁最终转化成副产品绿矾,所以要 b中应装满水。
将+3价Fe转化为+2价Fe;降温减小FeSO4·7H2O的溶解 课后巩固
度,有利于 绿 矾 结 晶。(2)水 浸 后 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 1.D 2.B 3.B 4.C 5.C 6.C
TiO2++2H2O H2TiO3↓+2H+,废液主要呈酸性,所以应 7.(1)ⅠA (2)物理变化 (3)NaCl 585 (4)NaOH+
加入CaO、CaCO3 或碱。(3)反应后Ti和 Mg易与空气中O2、N2 SO2 NaHSO3 NaHSO3+HCl NaCl+H2O+SO2↑
等反应,故应在Ar气氛中进行。 解析:(1)Na位 于 ⅠA 族。(2)蒸 馏 法 属 于 物 理 变 化。
8.1.2 海水资源的开发利用 电解(3)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,H2+Cl2
知识梳理 6
2HCl, ( )
1000×10 ×36.5%
由 n HCl = g =107 mol,可 知
一、1.海水淡化 循环冷却 蒸馏法 反渗透法 电渗析法 36.5g·mol
-1
( 7 -1 6蒸馏法 2.2)①2Br- +Cl2 Br2+2Cl- ③Br2+SO (2+ m NaCl)=10 mol×58.5g·mol =585×10 g=585t。
2H O 2HBr+HSO 3.(2)Cl+2KI 2KCl+I 8.1.3 煤、石油和天然气的综合利用2 2 4 2 2
典例精解 知识梳理
【典例1】 氧化 Cl2+2Br- 2Cl- +Br2 分液漏斗 1.(1)有机物和少量无机物 氢 氧 氮 硫 (2)①将煤
四氯化碳 橙 隔绝空气加强热使之分解的过程 焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、
解析:把溴离子转化为溴单质时,溴离子发生氧化反应,因此 焦炉气 ②将煤转化为可燃性气体的过程 2.甲烷 化石 合
需要氧化剂,氯气可以将Br-氧化为Br。根据萃取的原理,要从 成氨 甲醇 3.(2)①利用石油中各组分沸点的不同进行分离 2
水溶液中萃取某种溶质,所选择的萃取剂一定要和水互不相溶。 煤油 柴油 ②C8H18 C8H16 C4H10 C4H8 C3H6 C2H6
溴单质在有机溶剂中的颜色是橙色到橙红色。 ③加热 催化剂 链状烃 环状烃 4.(1)塑料、合成橡胶、合成
纤维 ()加成聚合反应 聚乙烯 ()小分子
变式1 D 解析:物质的灼烧应该选用耐高温的坩埚,A错 2 3
; , 典例精解误 过滤操作时 向漏斗中加液体要用玻璃棒引流,B错误;碘的
【 】 :
, , ; 典例1 C 解析 煤粉加压气化是将煤变成以CO和苯溶液在上层 应由分液漏斗的上口倒出 C错误 分离碘并回收
H2
为主要成分的合成气,此过程涉及化学变化和物理变化,减少了
苯可以用蒸馏法,D正确。
污染,提高了煤的利用率。
【典例2】 D 解析:本题要求学生既要知道镁是由电解熔
变式1 C 解析:煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用,
融的 MgCl2 得到,还要知道实际生产中从海水中提取 MgCl2 的
而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率,不属于综合利
途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。
用;石油裂解属于石油的综合利用。
变式2 D 解析:电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反 【典例 2】 (1)加 成 反 应 (2)碳 碳 双 键、醛 基
应,因此②是错误的。操作b应是结晶、过滤、干燥,因此③是错 浓硫酸
误的。所以选D。 (3)CH2 CHCOOH + CH3CH2OH H2O +△
当堂训练 CH2 CHCOOCH2CH3 取 代 反 应 (或 酯 化 反 应 )
1.C 2.B 3.A 4.B 5.A 6.A 催化剂
(4) CH —CH
7.(1)过滤 蒸馏烧瓶 (2)
nCH2 CH2 → 2 2
K2CO3 取少量无色溶液D于
变式2 D 解析:石油的分馏是用加热蒸馏、冷凝的方法把
试管中,加入BaCl2 溶液,若没有白色沉淀,则SO2-4 已被除尽
液体混合物分成不同沸点范围的产物的过程,无新物质生成,属
(3)蒸发皿 有大量晶体析出 (4)防止倒吸 ① 将b中装
于物理变化;煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使煤分解的过程,
满水
是化学变化。
解析:(1)操作Ⅱ为分离固液混合物,应为过滤;由于溴和 当堂训练
CCl4 的沸点不同,可用蒸馏的方法分离,蒸馏时用到的仪器有酒 1.C 2.B 3.B 4.B 5.C
精灯、温度计、蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶等。(2)除去溶 6.(1)CH3OH CH3CH2CH2CH2OH 互 为 同 系 物
液中的 Mg2+、SO2-4 ,应分别加入过量的BaCl2 溶液、KOH溶液、 CH3COOCH2
K2CO3 溶液,类似于粗盐的提纯,加入过量 BaCl2 溶液可除去 浓硫酸(2)①2CH3COOH+HOCH2CH2OH → CH3COOCH2 +
SO2-,加入过量KOH溶液可除去 Mg2+4 ,最后加入K2CO3 溶液 △
可除去BaCl;检验SO2-2 4 已被除尽的方法是取少量无色溶液D △2H2O ② HOCH2CHO+2Cu(OH)2 → HOCH2COOH +
于试管中,加入BaCl2 溶液,若没有白色沉淀,则SO2-4 已被除尽。 Cu2O↓+2H2O
(3)操作Ⅲ为蒸发操作,蒸发时将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚 解析:由 D 与 CH3COOH 互 为 同 分 异 构 体,故 分 子 式 为
架上加热,并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体,直到出现较多 C2H4O2,D能和H2 反应,E和CH3COOH发生酯化反应生成F,
晶体时,停止加热,注意不能直接蒸干。(4)制备气体时要防止液 CH2OH
体倒吸,b的作用为安全瓶,起到防止倒吸作用;由装置图可知,制 故D 的 结 构 简 式 为 HO—CH2—CHO,E 为 CH2OH。由 A
备气体时不需要加热,并且生成的气体用向下排空气法收集,气 O2 O2
衍 变 关 系,可 知 为 , 为
体的密度比空气的小,只有氨气符合;NO只能用排水法收集,则 →B →C A CH3OH C催化剂 催化剂
·120·
HCOOH,故 H应为CH3CH2CH2CH2OH。因 H可催化氧化生 体,皆不易挥发,故 A、D选项不正确;在溶液浓度未知时不能确
成G,故G为CH3CH2CH2CHO。 定其密度的相对大小,B不正确;氯化钠溶液蒸发后得氯化钠白
课后巩固 色固体,灼烧显黄色(Na+焰色),而葡萄糖蒸发后得白色固体,灼
1.C 2.A 3.D 4.B 5.C 6.B 烧时分解生成碳而变黑,故选C。(4)苯甲酸钠属于钠盐,易溶于
7.(1)硬质玻璃管 U形管 (2)盛装冷水对蒸气进行冷却 水且不易分解,所含元素除C、H外还有O、Na,不属于烃类。
氨 酚酞溶液 煤焦油 分馏 (3)H2、CH4、C2H4、CO 淡 课后巩固
蓝色 (4)焦炭 1.B 2.A 3.B 4.B 5.A
解析:根据煤干馏的主要产品,b中得到的应是焦炭,c中得 6.(1)HCO- +H+3 H2O+CO2↑ (2)OH-、CO2-3
到的应是粗氨水和煤焦油,e处放出的应是焦炉气。其中粗氨水 (3)碳酸氢钠片 0~500秒内,碳酸氢钠片对应的pH的变化量
中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二 大于铝碳酸镁片对应的pH变化量 (4)碳酸氢钠片导致胃液的
甲苯的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉气的主要成分有CH4、 pH较长时间大于5,易导致消化不良,且pH处于3~5的时间较
CO、H2、C2H4,燃烧时火焰呈淡蓝色。 短;而铝碳酸镁片可使胃液的pH迅速处于3~5,且较长时间保
第二节 化学品的合理使用 持在3~5
知识梳理 解析:(1)碳酸氢钠片与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和
一、1.(1)大宗 精细 (2)①酸碱性 营养状态 (3)①水华 水,碳酸氢钠为弱酸的酸式盐,拆分为钠离子、碳酸氢根离子,离
②酸碱性 子方程式为 HCO
-
3 +H+ H2O+CO2↑。(2)根据铝碳酸镁
二、2.物理 化学 功能基团 3.(1)合理用药必须在医生、药 片的化学式,含有的氢氧根离子及碳酸根离子均能与氢离子反
师指导下,遵循安全、有效、经济和适当 应。(3)根据图像可知,碳酸氢钠片对应的pH变化明显大于铝碳
三、1.品质 色 香 味 防腐 保鲜 人工合成 天然 酸镁片对应的pH变化,所以碳酸氢钠片与盐酸反应的平均速率
典例精解 更快。(4)对比碳酸氢钠片与铝碳酸镁片对应的pH变化,碳酸氢
【典例1】 B 解析:跟浓溴水反应是酚和碳碳双键、碳碳三 钠片对应的pH迅速大于5,且较长时间保持pH>5,导致消化不
键的性质,在阿司匹林结构中没有酚的官能团和碳碳双键、碳碳 良;而铝碳酸镁片能快速中和胃酸,且较长时间保持pH处于3~
三键;阿司匹林结构中有-COOH官能团,能发生酯化反应;该物 5,故铝碳酸镁片的抗酸效果比碳酸氢钠片更佳。
质不是蛋白质;该物质的水溶性较差。 第三节 环境保护与绿色化学
变式1 D 解析:从结构上看属于酚类,苯酚易溶于热水, 知识梳理
该化合物也会有类似的性质,A正确。分子中存在肽键,可以水 1.(1)生态环境破坏 环境污染 (2)废气 废水 废渣
解,B正确。苯环上有两个位置可以与溴发生取代反应,C正确。 ②物理法 化学法 生物法 ③无害化 减量化
