模块综合试卷(一)(学生版+教师版+课件)2024-2025学年高一化学必修2(苏教版2019)

文档属性

名称 模块综合试卷(一)(学生版+教师版+课件)2024-2025学年高一化学必修2(苏教版2019)
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文件大小 3.5MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-01-07 08:38:20

文档简介

(共68张PPT)
模块综合试卷(一)
(满分:100分)
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1.《天工开物》中记载:“凡乌金纸由苏、杭造成,其纸用东海巨竹膜为质。用豆油点灯,闭塞周围,只留针孔通气,熏染烟光而成此纸,每纸一张打金箔五十度……”下列说法错误的是
A.“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关
B.“巨竹膜”为造纸的原料,主要成分是纤维素
C.豆油的主要成分油脂属于天然高分子化合物
D.打金成箔,说明金具有良好的延展性
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由题干可知,“乌金纸”是用豆油点灯,闭塞周围,只留针孔通气,熏染烟光而成此纸,故“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关,A正确;
造纸的原料主要是纤维素,故“巨竹膜”为造纸的原料,主要成分是纤维素,B正确;
豆油的主要成分是油脂,不属于高分子化合物,C错误。
2.下列有关化学用语表示正确的是
A.丙烷分子的球棍模型:
B.乙醛分子的结构简式:CH3COH
C.氯气分子的电子式:
D.次氯酸分子的结构式:H—Cl—O
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原子之间为单键,主链有3个碳原子,氢原子数
为8个,符合丙烷的结构,A正确;
乙醛的结构简式为CH3CHO,B错误;
分子的电子式要表示出原子最外层的所有电子,C错误;
次氯酸分子的结构式为H—O—Cl,D错误。
3.高温条件下,Al和Fe3O4反应生成Fe和Al2O3。下列说法正确的是
A.该反应过程中的能量变化如图所示
B.该反应条件下,Al的还原性弱于Fe
C.1 mol Fe3O4参与反应转移8×6.02×1023个电子
D.实验室进行该反应时常加入KClO3作催化剂
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铝热反应属于放热反应,反应物的总能量大于
生成物的总能量,图像不符,A错误;
Al和Fe3O4反应生成Fe和Al2O3,Al作还原剂,
Fe是还原产物,所以Al的还原性强于Fe,B错误;
铝热反应中氯酸钾受热分解生成氧气,反应中KClO3不是催化剂,D错误。
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4.(2023·金华高一期末)尿素[CO(NH2)2]水解产生的NH3通过反应6NO2+8NH3 7N2+12H2O可处理含NO2的尾气。下列有关叙述正确的是
A.该反应可实现氮的固定
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶4
C.每处理含22.4 L NO2的工业尾气,转移电子数为4×6.02×1023
D.尿素水解的另一产物为CO2
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氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程,该反应不属于氮的固定,A错误;
NO2中N元素化合价降低,被还原生成还原产物,NH3中N元素化合价升高,被氧化生成氧化产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶3,B错误;
NO2存在的温度压强未知,无法计算,C错误;
尿素水解的一种产物为NH3,结合元素守恒、原子守恒,另一产物为CO2,D正确。
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5.“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面,艺人用手边捂边揉搓铜器,铜表面逐渐变黑,银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是
A.铜的金属活动性大于银
B.通过揉搓可提供电解质溶液
C.银丝可长时间保持光亮
D.用铝丝代替银丝,铜也会变黑
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根据金属活动性顺序表,铜的金属活动性大于银,A项正确;
通过揉搓,手上的汗水可提供电解质溶液(氯化钠等水溶液),B项正确;
银丝发生还原反应,氧化银转化为单质银,单质银的活动性比铜弱,可长时间保持光亮,C项正确;
铜的活动性比铝弱,氧化铝不能被铜还原为单质铝,因此铜不会变黑,D项错误。
6.(2023·南通高一期末)铁粉和铜粉均匀混合物,分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应,在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO):
下列计算结果正确的是
A.表中V=3 360
B.硝酸的浓度为2.0 mol·L-1
C.原混合物总质量为105.6 g
D.混合物中Fe和Cu的物质的
量之比为1∶1
编号 ① ② ③ ④
稀硝酸体积/mL 100 200 300 400
剩余金属/g 9.0 4.8 0 0
NO体积/mL 1 120 2 240 3 360 V
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由表中数据知,实验①②都有金属剩余,则溶液中不可能含有硝酸铁,溶液中金属离子为+2价,在实验①的基础上加入100 mL硝酸,参加反应的金属质量为9.0 g-4.8 g=4.2 g,生成NO的体积为2.24 L-
1.12 L=1.12 L,NO的物质的量为0.05 mol,根据得失电子守恒可知,
参加反应的金属的物质的量为 =0.075 mol,参加反应的金属的平均摩尔质量为 =56 g·mol-1,故该过程只有Fe参
加反应,实验①②均只有Fe参加反应;
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在实验②的基础上加入100 mL硝酸,参加反应的金属的质量为4.8 g,生成NO的体积为3.36 L-2.24 L=1.12 L,NO的物质的量为0.05 mol,若该过程只有Cu参加反应,根据得失电子守恒,则Cu的物质的量为
=0.075 mol,Cu的质量为0.075 mol×64 g·mol-1=
4.8 g,等于参加反应的金属的质量,故该过程只有Cu反应,且Cu恰好完全反应,所以加入200 mL硝酸时Fe恰好反应生成硝酸亚铁和NO,
生成NO的物质的量为 =0.1 mol,
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由3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,溶液中亚铁离子的物质的量为0.15 mol,在实验③的基础上再加入100 mL硝酸,为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO,根据得失电子守恒可知,生成
NO的物质的量为 =0.05 mol,故生成NO的体积为
0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L,则V=3.36 L+1.12 L=4.48 L,A错误;
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实验①发生反应3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成NO的物质的量为0.05 mol,根据方程式可知,参加反应的硝酸的物质的量为0.05 mol×4=0.2 mol,故硝酸浓度为 =2.0 mol·L-1,B正确;
据分析知,原混合物的总质量为[(9.0 g-4.8 g)×2+4.8 g]×4=52.8 g,C错误;
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7.括号内物质为杂质,下列除杂质的方法不正确的是
A.乙醇(水):用生石灰吸水后,蒸馏
B.乙烷(乙烯):光照条件下通入氯气
C.溴苯(溴):用NaOH溶液洗涤后,分液
D.乙酸乙酯(乙酸):用饱和Na2CO3溶液洗涤后,分液

乙醇和水沸点相差不大,用生石灰吸水后,蒸馏,可得到无水乙醇,A正确;
溴与NaOH反应后,与溴苯分层,然后分液可分离,C正确;
饱和Na2CO3溶液与乙酸反应,乙酸乙酯与水分层,分液可分离,D正确;
乙烷光照条件下与氯气反应,B错误。
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A B C D

添加黑色材料——第二代石墨烯发热材料 使用蜂窝样式的聚氨酯材料 将碳纤维与高性能树脂结合成碳纤维复合材料 主体结构——高强度钢
8.(2022·北京中央民族大学附属中学高一检测)2022年北京冬奥会尽显高科技,下列涉及的材料属于金属材料的是
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石墨烯是由碳原子构成的非金属材料,A不符合题意;
聚氨酯是有机高分子化合物,B不符合题意;
碳纤维复合材料是非金属材料,C不符合题意;
高强度钢是铁的合金,属于金属材料,D符合题意。
9.(2023·杭州高一期末)银锌纽扣电池放电时的反应为Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。下列有关说法中正确的是
A.放电时负极产物是银
B.电解质溶液不可能呈强酸性
C.Zn在负极发生还原反应
D.电池工作时,电子从Ag2O经导线流向Zn
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放电时负极上锌反应生成氢氧化锌,A错误;
锌为活泼金属,可以和酸反应,故电解质溶液不可能呈强酸性,B正确;
Zn在负极发生氧化反应,C错误;
电池工作时,电子从负极流向正极,故电子从Zn经导线流向Ag2O,D错误。
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10.(2021·河北,12改编)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是
A.1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,
可放出22.4 L(标准状况)CO2
B.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,
消耗二者物质的量之比为6∶1
C.1 mol该物质最多可与2 mol H2发生加成反应
D.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
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根据分子的结构简式可知,1 mol该分子中含
有1 mol —COOH,可与NaHCO3溶液反应生
成1 mol CO2,在标准状况下其体积为22.4 L,
A正确;
1 mol分子中含5 mol羟基和1 mol羧基,其中
羟基和羧基均能与Na发生置换反应产生氢气,而只有羧基可与氢氧化钠发生中和反应,所以一定量的该物质分别与足量Na和NaOH反应,消耗二者物质的量之比为6∶1,B正确;
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1 mol分子中含1 mol碳碳双键,其他官能团不与氢气发生加成反应,所以1 mol该物质最多可与1 mol H2发生加成反应,C错误;
分子中含碳碳双键和羟基,均能被酸性KMnO4溶液氧化,D正确。
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选项 操作和现象 结论
A 将一小块钠分别投入盛有水和乙醇的小烧杯中,钠与乙醇反应要平缓得多 乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼
B 在催化剂存在的条件下,石蜡油加强热生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色 石蜡油的分解产物中含有烯烃
C 向盛有Na2CO3固体的锥形瓶中滴加稀盐酸,产生无色气体 不能证明氯元素的非金属性强于碳元素
D 向某无色溶液中滴加浓盐酸产生的气体使品红溶液褪色 原无色溶液中一定含有
11.下列实验操作和现象与结论的关系不相符的是
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水、乙醇都可与钠反应生成氢气,根据生成氢气的剧烈程度可以比较得出乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,故A正确;
盐酸不是氯元素的最高价氧化物的水化物,不能证明氯元素的非金属性强于碳元素,故C正确;
原无色溶液中可能含NaClO,与浓盐酸反应生成氯气,使品红溶液褪色,故D错误。
12.(2022·江苏宿迁高一期末)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)+bB(g) cC(g)+2D(s),12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中不正确的是
A.12 s时,A的转化率为75%
B.0~2 s,D的平均反应速率为
0.1 mol·L-1·s-1
C.化学计量系数之比b∶c=1∶2
D.图中两曲线相交时,A的消耗
速率大于A的生成速率
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D是固体,不能用D的浓度变化表示反
应速率,B错误;
12 s时生成C的物质的量为0.8 mol,C
的浓度增加0.4 mol·L-1,B的物质的量
浓度减小0.2 mol·L-1,Δc(B)∶Δc(C)=
0.2∶0.4=1∶2,浓度的变化量之比等
于系数之比,则化学计量系数之比b∶c=1∶2,C正确;
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图中两曲线相交时,A、B的浓度继续减小,反应正向进行,A的消耗速率大于A的生成速率,D正确。
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13.下列实验操作或装置(部分夹持装置省略)不正确的是
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制备Fe(OH)2,应将胶头滴管插入液面以下,以防止Fe(OH)2被氧化。
14.如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是
A.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
B.装置Y中负极的电极反应式为O2+
2H2O+4e-===4OH-
C.装置X是原电池,装置Y是电解池
D.装置X、Y形成的子系统能实现物
质的零排放,并能实现化学能与
电能间的完全转化
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在装置X中,电解水生成H2、O2,能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生,故A正确;
装置Y为燃料电池,氢气在负极失电
子被氧化,电极反应式是H2-2e-+
2OH-===2H2O,故B错误;
装置X是电解池,装置Y是原电池,
故C错误;
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在装置X中,电解水生成H2、O2,实现了电能与化学能的转化,在装置Y中构成燃料电池,化学能转化为电能,作用于马达实现了电能与机械能的转化,故D错误。
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15.下列物质的转化在给定条件下能实现的是

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B项,N2和O2点燃不能生成NO2,错误;
C项,CH3CH2OH不能和NaOH反应,错误;
D项,CH3COOCH2CH3碱性条件下水解生成CH3COONa,错误。
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“溶解”为Fe和稀硫酸反应生成FeSO4和H2,其离子方程式为Fe+2H+
===Fe2++H2↑。
16.(13分)氧化铁的用途较为广泛。工业上用废铁屑制备氧化铁的流程如图:
(1)“溶解”时主要反应的离子方程式为______________________。
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非选择题
Fe+2H+===Fe2++H2↑
FeSO4和NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀,因此操作Ⅰ的名称是过滤。
(2)操作Ⅰ的名称是______。
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非选择题
过滤
加入NH4HCO3溶液是FeSO4和NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀、(NH4)2SO4、H2O和CO2,则“废液”中含有的主要离子有
(3)加入NH4HCO3溶液生成FeCO3沉淀和CO2,则“废液”中含有的主要离子有___________。
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非选择题
(4)在空气中煅烧FeCO3可得产品Fe2O3,写出该反应的化学方程式:_______________________________。实际生产时,产品Fe2O3中常混有
FeO。为了减少FeO的含量,“煅烧”时可以采取的措施有____________
_____________________(写一条)。
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非选择题
空气(或延长煅烧时间)
通入足量的
在空气中煅烧FeCO3可得产品Fe2O3,化合价有升降,说明有氧气参与反应,因此反应的化学方程式:4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2;实际生产时,产品Fe2O3中常混有FeO,为了减少FeO的含量,“煅烧”时可以采取的措施有通入足量的空气或延长煅烧时间。
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非选择题
(5)产品Fe2O3与Al粉的混合物称为铝热剂,可用于焊接铁轨。该反应的化学方程式为__________________________。
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非选择题
产品Fe2O3与Al粉的混合物称为铝热剂,可用于焊接铁轨。该反应的化学方程式为2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe。
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非选择题
17.(14分)硫酸铵是一种优良的氮肥,适用于各种土壤和作物,硫酸铵还可用于纺织、皮革、医药等方面。某化工厂以硫酸钙为原料制备硫酸铵,其工艺流程如图:
(1)X为________________,操作a名称为______。
CO2(或二氧化碳)
过滤
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非选择题
(2)煅烧CaCO3生成生石灰和CO2的反应为______(填“吸热”或“放热”)反应,欲加快该反应速率可采取的措施为______________________(写出一种即可)。
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非选择题
吸热
粉碎CaCO3(或升高温度)
(3)上述流程中,可以循环使用的物质有___________(写化学式)。
(4)从滤液中获得(NH4)2SO4晶体,必要的操作步骤是蒸发浓缩、_______
_______________、过滤等。
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非选择题
NH3、CO2
冷却结
晶(或降温结晶)
(5)写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程式:_________________
_______________________________。
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非选择题
CaSO4+2NH3+
CO2+H2O===CaCO3+(NH4)2SO4
通入X后生成CaCO3,根据碳元素守恒,可知X是CO2,根据操作a后有滤液和CaCO3沉淀,可知操作a是过滤;根据图示,反应消耗NH3和CO2,而后续反应又会生成NH3和CO2,则可以循环使用的物质为NH3和CO2;根据流程图反应物有CaSO4、NH3、CO2,生成物有CaCO3、(NH4)2SO4,再根据元素守恒,反
应物中有H2O,配平即得化学方
程式:CaSO4+2NH3+CO2+H2O
===CaCO3+(NH4)2SO4。
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18.(14分)合理利用资源,加强环境保护,降低碳排放,实施低碳经济是今后经济生活的主流。回答下列问题:
(1)下列措施不利于有效减少二氧化碳的是______(填字母)。
a.植树造林,保护森林,保护植被
b.加大对煤和石油的开采,并鼓励使用液化石油气
c.大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电,大力推行太阳能的综合开发
d.推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬
天不宜过高
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非选择题
b
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(2)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以1∶4的物质的量之比混合通入反应器,在适当条件下反应可获得一种重要能源。请完成化学方程式:
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非选择题
CH4
根据原子守恒定律,反应前后原子的总数目保持不变,所以1 mol CO2与4 mol H2恰好完全反应生成2 mol H2O外,还会生成1 mol CH4。
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(3)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。现进行如下实验:某温度下在体积为1 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
①能判断该反应已达化学平衡的标志是________(填字母)。
a.CO2百分含量保持不变
b.容器中混合气体的质量保持不变
c.容器中H2浓度与CO2浓度之比为3∶1
d.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
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非选择题
ad
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非选择题
在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。CO2百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态,a正确;
根据质量守恒定律可知容器中混合气体的质量始终保持不变,则混合气体的质量不变,不能说明反应达到平衡状态,b错误;
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非选择题
平衡时浓度不再发生变化,但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系,因此容器中H2浓度与CO2浓度之比为3∶1不能说明反应达到平衡状态,c错误;
CO2生成速率与CH3OH生成速率相等,满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,且反应速率是正、反两个方向的,因此可以说明反应达到平衡状态,d正确。
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②现测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始至达到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=__________________。
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非选择题
0.375 mol·L-1·min-1
根据图像可知反应进行到12 min时达到平衡状态,此时生成甲醇的浓度是1.50 mol·L-1。所以根据化学方程式可知消耗氢气的浓度是1.50 mol·L-1×3=4.50 mol·L-1,所以用氢气表示的反应速率为
=0.375 mol·L-1·min-1。
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(4)以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为2CH3OH+3O2+4KOH===
2K2CO3+6H2O。通入甲醇的电极为燃料电池的_____(填“正”或“负”)极,正极反应式为________________________。
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非选择题

O2+2H2O+4e-===4OH-
甲醇燃料电池中,甲醇在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。
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19.(12分)聚丙烯酸乙酯与沙粒结合,既能阻止地下盐分上升,又能蓄积雨水。人们可用淀粉、石油为原料生产聚丙烯酸乙酯。其转化过程如下:
(1)实验室检验葡萄糖的试剂是__________________________________(写名称)。
新制银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)
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(2)丙烯酸所含官能团的名称是_______________(填名称)。
(3)乙醇转化为丙烯酸乙酯的化学方程式是__________________________
_________________________________。
碳碳双键、羧基
CH2==CHCOOCH2CH3+H2O
CH2==CHCOOH+CH3CH2OH
乙醇转化为丙烯酸乙酯为酯化反应,化学方程式是CH2==CHCOOH+CH3CH2OH CH2==CHCOOCH2CH3+H2O。
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(4)下列关于聚丙烯酸乙酯的叙述中,正确的是_______(填字母)。
A.聚丙烯酸乙酯能发生水解反应
B.聚丙烯酸乙酯属于烯烃类化合物
C.聚丙烯酸乙酯是一种天然高分子化合物
D.聚丙烯酸乙酯中碳元素的质量分数为60%
AD
聚丙烯酸乙酯结构简式为 ,含有酯基,能发生水解反
应,A正确;
聚丙烯酸乙酯中不含有碳碳双键,不属于烯烃类化合物,B错误;
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聚丙烯酸乙酯是一种人工合成高分子化合物,C错误;
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60%,D正确。
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(5)实验室采用如图所示装置制备乙酸乙酯。
①反应结束后,若要从右侧试管混合物中分离出乙酸乙酯,请简述操作方法:_________________________________________________________
______________________________。
将右侧试管混合物倒入分液漏斗中,静置后从分液漏斗下端放出水层,从分液漏斗上端倒出有机层
②实验结束后,取下盛有饱和Na2CO3溶液的试管,再沿该试管内壁缓缓加入1 mL紫色石蕊试液(整个过程不振荡试管),发现石蕊试液层存在于饱和Na2CO3溶液层与乙酸乙酯层之间。下列有关该实验的分析正确的是_______(填字母)。
A.实验时向装有浓H2SO4的试管中加入
乙醇和乙酸
B.实验时应加入碎瓷片,目的是防暴沸
C.石蕊试液层的颜色由上而下分别呈红、紫、蓝
D.实验充分反应后,原料的原子利用率达100%
BC
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硫酸溶于水放出大量的热,实验时应先加入
乙醇,再依次加入浓硫酸、乙酸,A错误;
实验时应加入碎瓷片,目的是防止加热过程
中溶液暴沸,B正确;
石蕊遇酸性溶液变红色、遇碱性溶液变蓝色,乙酸乙酯密度小于水且混有挥发出的乙酸,使石蕊变红色,水层中碳酸钠溶液显碱性,使石蕊溶液变蓝色,故试液层的颜色由上而下分别呈红、紫、蓝,C正确;
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酯化反应为可逆反应,且有小分子H2O生成,即使实验充分反应,原料的原子利用率小于100%,D错误。
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③取10.0 mL饱和NaOH溶液和5.0 mL乙酸乙酯在试管中,得到乳浊液,向混合液中再加入2.0 mL无水乙醇,用力振荡2 min左右,乳浊液变澄清。原因是_________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________。
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乙酸乙酯不溶于水溶液,能溶于有机物乙醇;加入2.0 mL无水乙醇,用力振荡2 min左右,增加了反应物的接触面积,导致乙酸乙酯水解得到乙酸钠和乙醇,乳浊液变澄清模块综合试卷(一)
(满分:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.《天工开物》中记载:“凡乌金纸由苏、杭造成,其纸用东海巨竹膜为质。用豆油点灯,闭塞周围,只留针孔通气,熏染烟光而成此纸,每纸一张打金箔五十度……”下列说法错误的是(  )
A.“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关
B.“巨竹膜”为造纸的原料,主要成分是纤维素
C.豆油的主要成分油脂属于天然高分子化合物
D.打金成箔,说明金具有良好的延展性
2.下列有关化学用语表示正确的是(  )
A.丙烷分子的球棍模型:
B.乙醛分子的结构简式:CH3COH
C.氯气分子的电子式:
D.次氯酸分子的结构式:H—Cl—O
3.高温条件下,Al和Fe3O4反应生成Fe和Al2O3。下列说法正确的是(  )
A.该反应过程中的能量变化如图所示
B.该反应条件下,Al的还原性弱于Fe
C.1 mol Fe3O4参与反应转移8×6.02×1023个电子
D.实验室进行该反应时常加入KClO3作催化剂
4.(2023·金华高一期末)尿素[CO(NH2)2]水解产生的NH3通过反应6NO2+8NH37N2+12H2O可处理含NO2的尾气。下列有关叙述正确的是(  )
A.该反应可实现氮的固定
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶4
C.每处理含22.4 L NO2的工业尾气,转移电子数为4×6.02×1023
D.尿素水解的另一产物为CO2
5.“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面,艺人用手边捂边揉搓铜器,铜表面逐渐变黑,银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是(  )
A.铜的金属活动性大于银
B.通过揉搓可提供电解质溶液
C.银丝可长时间保持光亮
D.用铝丝代替银丝,铜也会变黑
6.(2023·南通高一期末)铁粉和铜粉均匀混合物,分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应,在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO):
编号 ① ② ③ ④
稀硝酸体积/mL 100 200 300 400
剩余金属/g 9.0 4.8 0 0
NO体积/mL 1 120 2 240 3 360 V
下列计算结果正确的是(  )
A.表中V=3 360
B.硝酸的浓度为2.0 mol·L-1
C.原混合物总质量为105.6 g
D.混合物中Fe和Cu的物质的量之比为1∶1
7.括号内物质为杂质,下列除杂质的方法不正确的是(  )
A.乙醇(水):用生石灰吸水后,蒸馏
B.乙烷(乙烯):光照条件下通入氯气
C.溴苯(溴):用NaOH溶液洗涤后,分液
D.乙酸乙酯(乙酸):用饱和Na2CO3溶液洗涤后,分液
8.(2022·北京中央民族大学附属中学高一检测)2022年北京冬奥会尽显高科技,下列涉及的材料属于金属材料的是(  )
A B C D
添加黑色材料——第二代石墨烯发热材料 使用蜂窝样式的聚氨酯材料 将碳纤维与高性能树脂结合成碳纤维复合材料 主体结构——高强度钢
9.(2023·杭州高一期末)银锌纽扣电池放电时的反应为Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。下列有关说法中正确的是(  )
A.放电时负极产物是银
B.电解质溶液不可能呈强酸性
C.Zn在负极发生还原反应
D.电池工作时,电子从Ag2O经导线流向Zn
10.(2021·河北,12改编)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是(  )
A.1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4 L(标准状况)CO2
B.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为6∶1
C.1 mol该物质最多可与2 mol H2发生加成反应
D.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
11.下列实验操作和现象与结论的关系不相符的是(  )
选项 操作和现象 结论
A 将一小块钠分别投入盛有水和乙醇的小烧杯中,钠与乙醇反应要平缓得多 乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼
B 在催化剂存在的条件下,石蜡油加强热生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色 石蜡油的分解产物中含有烯烃
C 向盛有Na2CO3固体的锥形瓶中滴加稀盐酸,产生无色气体 不能证明氯元素的非金属性强于碳元素
D 向某无色溶液中滴加浓盐酸产生的气体使品红溶液褪色 原无色溶液中一定含有SO或HSO
12.(2022·江苏宿迁高一期末)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)??cC(g)+2D(s),12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中不正确的是(  )
A.12 s时,A的转化率为75%
B.0~2 s,D的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1
C.化学计量系数之比b∶c=1∶2
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率大于A的生成速率
13.下列实验操作或装置(部分夹持装置省略)不正确的是(  )
14.如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是(  )
A.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
B.装置Y中负极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置X是原电池,装置Y是电解池
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化
15.下列物质的转化在给定条件下能实现的是(  )
A.SSO2H2SO4
B.N2NO2HNO3
C.CH2==CH2CH3CH2OHCH3CH2ONa
D.CH3CH2OHCH3COOCH2CH3CH3COOH
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(13分)氧化铁的用途较为广泛。工业上用废铁屑制备氧化铁的流程如图:
(1)“溶解”时主要反应的离子方程式为____________________________________________。
(2)操作Ⅰ的名称是______________________________________________________________。
(3)加入NH4HCO3溶液生成FeCO3沉淀和CO2,则“废液”中含有的主要离子有___________。
(4)在空气中煅烧FeCO3可得产品Fe2O3,写出该反应的化学方程式:_____________________。
实际生产时,产品Fe2O3中常混有FeO。为了减少FeO的含量,“煅烧”时可以采取的措施有________________________(写一条)。
(5)产品Fe2O3与Al粉的混合物称为铝热剂,可用于焊接铁轨。该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________。
17.(14分)硫酸铵是一种优良的氮肥,适用于各种土壤和作物,硫酸铵还可用于纺织、皮革、医药等方面。某化工厂以硫酸钙为原料制备硫酸铵,其工艺流程如图:
(1)X为______________,操作a名称为______________。
(2)煅烧CaCO3生成生石灰和CO2的反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应,欲加快该反应速率可采取的措施为______________________(写出一种即可)。
(3)上述流程中,可以循环使用的物质有______________(写化学式)。
(4)从滤液中获得(NH4)2SO4晶体,必要的操作步骤是蒸发浓缩、______________、过滤等。
(5)写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程式:_____________________。
18.(14分)合理利用资源,加强环境保护,降低碳排放,实施低碳经济是今后经济生活的主流。回答下列问题:
(1)下列措施不利于有效减少二氧化碳的是______(填字母)。
a.植树造林,保护森林,保护植被
b.加大对煤和石油的开采,并鼓励使用液化石油气
c.大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电,大力推行太阳能的综合开发
d.推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高
(2)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以1∶4的物质的量之比混合通入反应器,在适当条件下反应可获得一种重要能源。请完成化学方程式:
CO2+4H2________+2H2O
(3)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。现进行如下实验:某温度下在体积为1 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g)。
①能判断该反应已达化学平衡的标志是________(填字母)。
a.CO2百分含量保持不变
b.容器中混合气体的质量保持不变
c.容器中H2浓度与CO2浓度之比为3∶1
d.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
②现测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始至达到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________。
(4)以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O。通入甲醇的电极为燃料电池的________(填“正”或“负”)极,正极反应式为______________。
19.(12分)聚丙烯酸乙酯与沙粒结合,既能阻止地下盐分上升,又能蓄积雨水。人们可用淀粉、石油为原料生产聚丙烯酸乙酯。其转化过程如下:
(1)实验室检验葡萄糖的试剂是______________(写名称)。
(2)丙烯酸所含官能团的名称是______________(填名称)。
(3)乙醇转化为丙烯酸乙酯的化学方程式是_________________________________________。
(4)下列关于聚丙烯酸乙酯的叙述中,正确的是__________(填字母)。
A.聚丙烯酸乙酯能发生水解反应
B.聚丙烯酸乙酯属于烯烃类化合物
C.聚丙烯酸乙酯是一种天然高分子化合物
D.聚丙烯酸乙酯中碳元素的质量分数为60%
(5)实验室采用如图所示装置制备乙酸乙酯。
①反应结束后,若要从右侧试管混合物中分离出乙酸乙酯,请简述操作方法:_____________
_______________________________________________________________________________。
②实验结束后,取下盛有饱和Na2CO3溶液的试管,再沿该试管内壁缓缓加入1 mL紫色石蕊试液(整个过程不振荡试管),发现石蕊试液层存在于饱和Na2CO3溶液层与乙酸乙酯层之间。下列有关该实验的分析正确的是________(填字母)。
A.实验时向装有浓H2SO4的试管中加入乙醇和乙酸
B.实验时应加入碎瓷片,目的是防暴沸
C.石蕊试液层的颜色由上而下分别呈红、紫、蓝
D.实验充分反应后,原料的原子利用率达100%
③取10.0 mL饱和NaOH溶液和5.0 mL乙酸乙酯在试管中,得到乳浊液,向混合液中再加入2.0 mL无水乙醇,用力振荡2 min左右,乳浊液变澄清。原因是______________________。模块综合试卷(一)
(满分:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.《天工开物》中记载:“凡乌金纸由苏、杭造成,其纸用东海巨竹膜为质。用豆油点灯,闭塞周围,只留针孔通气,熏染烟光而成此纸,每纸一张打金箔五十度……”下列说法错误的是(  )
A.“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关
B.“巨竹膜”为造纸的原料,主要成分是纤维素
C.豆油的主要成分油脂属于天然高分子化合物
D.打金成箔,说明金具有良好的延展性
答案 C
解析 由题干可知,“乌金纸”是用豆油点灯,闭塞周围,只留针孔通气,熏染烟光而成此纸,故“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关,A正确;造纸的原料主要是纤维素,故“巨竹膜”为造纸的原料,主要成分是纤维素,B正确;豆油的主要成分是油脂,不属于高分子化合物,C错误。
2.下列有关化学用语表示正确的是(  )
A.丙烷分子的球棍模型:
B.乙醛分子的结构简式:CH3COH
C.氯气分子的电子式:
D.次氯酸分子的结构式:H—Cl—O
答案 A
解析 原子之间为单键,主链有3个碳原子,氢原子数为8个,符合丙烷的结构,A正确;乙醛的结构简式为CH3CHO,B错误;分子的电子式要表示出原子最外层的所有电子,C错误;次氯酸分子的结构式为H—O—Cl,D错误。
3.高温条件下,Al和Fe3O4反应生成Fe和Al2O3。下列说法正确的是(  )
A.该反应过程中的能量变化如图所示
B.该反应条件下,Al的还原性弱于Fe
C.1 mol Fe3O4参与反应转移8×6.02×1023个电子
D.实验室进行该反应时常加入KClO3作催化剂
答案 C
解析 铝热反应属于放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,图像不符,A错误;Al和Fe3O4反应生成Fe和Al2O3,Al作还原剂,Fe是还原产物,所以Al的还原性强于Fe,B错误;铝热反应中氯酸钾受热分解生成氧气,反应中KClO3不是催化剂,D错误。
4.(2023·金华高一期末)尿素[CO(NH2)2]水解产生的NH3通过反应6NO2+8NH37N2+12H2O可处理含NO2的尾气。下列有关叙述正确的是(  )
A.该反应可实现氮的固定
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶4
C.每处理含22.4 L NO2的工业尾气,转移电子数为4×6.02×1023
D.尿素水解的另一产物为CO2
答案 D
解析 氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程,该反应不属于氮的固定,A错误;NO2中N元素化合价降低,被还原生成还原产物,NH3中N元素化合价升高,被氧化生成氧化产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶3,B错误;NO2存在的温度压强未知,无法计算,C错误;尿素水解的一种产物为NH3,结合元素守恒、原子守恒,另一产物为CO2,D正确。
5.“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面,艺人用手边捂边揉搓铜器,铜表面逐渐变黑,银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是(  )
A.铜的金属活动性大于银
B.通过揉搓可提供电解质溶液
C.银丝可长时间保持光亮
D.用铝丝代替银丝,铜也会变黑
答案 D
解析 根据金属活动性顺序表,铜的金属活动性大于银,A项正确;通过揉搓,手上的汗水可提供电解质溶液(氯化钠等水溶液),B项正确;银丝发生还原反应,氧化银转化为单质银,单质银的活动性比铜弱,可长时间保持光亮,C项正确;铜的活动性比铝弱,氧化铝不能被铜还原为单质铝,因此铜不会变黑,D项错误。
6.(2023·南通高一期末)铁粉和铜粉均匀混合物,分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应,在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO):
编号 ① ② ③ ④
稀硝酸体积/mL 100 200 300 400
剩余金属/g 9.0 4.8 0 0
NO体积/mL 1 120 2 240 3 360 V
下列计算结果正确的是(  )
A.表中V=3 360
B.硝酸的浓度为2.0 mol·L-1
C.原混合物总质量为105.6 g
D.混合物中Fe和Cu的物质的量之比为1∶1
答案 B
解析 由表中数据知,实验①②都有金属剩余,则溶液中不可能含有硝酸铁,溶液中金属离子为+2价,在实验①的基础上加入100 mL硝酸,参加反应的金属质量为9.0 g-4.8 g=4.2 g,生成NO的体积为2.24 L-1.12 L=1.12 L,NO的物质的量为0.05 mol,根据得失电子守恒可知,参加反应的金属的物质的量为=0.075 mol,参加反应的金属的平均摩尔质量为=56 g·mol-1,故该过程只有Fe参加反应,实验①②均只有Fe参加反应;在实验②的基础上加入100 mL硝酸,参加反应的金属的质量为4.8 g,生成NO的体积为3.36 L-2.24 L=1.12 L,NO的物质的量为0.05 mol,若该过程只有Cu参加反应,根据得失电子守恒,则Cu的物质的量为=0.075 mol,Cu的质量为0.075 mol×64 g·mol-1=4.8 g,等于参加反应的金属的质量,故该过程只有Cu反应,且Cu恰好完全反应,所以加入200 mL硝酸时Fe恰好反应生成硝酸亚铁和NO,生成NO的物质的量为=0.1 mol,由3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,溶液中亚铁离子的物质的量为0.15 mol,在实验③的基础上再加入100 mL硝酸,为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO,根据得失电子守恒可知,生成NO的物质的量为=0.05 mol,故生成NO的体积为0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L,则V=3.36 L+1.12 L=4.48 L,A错误;实验①发生反应3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成NO的物质的量为0.05 mol,根据方程式可知,参加反应的硝酸的物质的量为0.05 mol×4=0.2 mol,故硝酸浓度为=2.0 mol·L-1,B正确;据分析知,原混合物的总质量为[(9.0 g-4.8 g)×2+4.8 g]×4=52.8 g,C错误;原混合物中Fe的质量为33.6 g,n(Fe)==0.6 mol,Cu的质量为19.2 g,n(Cu)==0.3 mol,则混合物中Fe和Cu的物质的量之比为2∶1,D错误。
7.括号内物质为杂质,下列除杂质的方法不正确的是(  )
A.乙醇(水):用生石灰吸水后,蒸馏
B.乙烷(乙烯):光照条件下通入氯气
C.溴苯(溴):用NaOH溶液洗涤后,分液
D.乙酸乙酯(乙酸):用饱和Na2CO3溶液洗涤后,分液
答案 B
解析 乙醇和水沸点相差不大,用生石灰吸水后,蒸馏,可得到无水乙醇,A正确;溴与NaOH反应后,与溴苯分层,然后分液可分离,C正确;饱和Na2CO3溶液与乙酸反应,乙酸乙酯与水分层,分液可分离,D正确;乙烷光照条件下与氯气反应,B错误。
8.(2022·北京中央民族大学附属中学高一检测)2022年北京冬奥会尽显高科技,下列涉及的材料属于金属材料的是(  )
A B C D
添加黑色材料——第二代石墨烯发热材料 使用蜂窝样式的聚氨酯材料 将碳纤维与高性能树脂结合成碳纤维复合材料 主体结构——高强度钢
答案 D
解析 石墨烯是由碳原子构成的非金属材料,A不符合题意;聚氨酯是有机高分子化合物,B不符合题意;碳纤维复合材料是非金属材料,C不符合题意;高强度钢是铁的合金,属于金属材料,D符合题意。
9.(2023·杭州高一期末)银锌纽扣电池放电时的反应为Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。下列有关说法中正确的是(  )
A.放电时负极产物是银
B.电解质溶液不可能呈强酸性
C.Zn在负极发生还原反应
D.电池工作时,电子从Ag2O经导线流向Zn
答案 B
解析 放电时负极上锌反应生成氢氧化锌,A错误;锌为活泼金属,可以和酸反应,故电解质溶液不可能呈强酸性,B正确;Zn在负极发生氧化反应,C错误;电池工作时,电子从负极流向正极,故电子从Zn经导线流向Ag2O,D错误。
10.(2021·河北,12改编)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是(  )
A.1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4 L(标准状况)CO2
B.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为6∶1
C.1 mol该物质最多可与2 mol H2发生加成反应
D.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
答案 C
解析 根据分子的结构简式可知,1 mol该分子中含有1 mol —COOH,可与NaHCO3溶液反应生成1 mol CO2,在标准状况下其体积为22.4 L,A正确;1 mol分子中含5 mol羟基和1 mol羧基,其中羟基和羧基均能与Na发生置换反应产生氢气,而只有羧基可与氢氧化钠发生中和反应,所以一定量的该物质分别与足量Na和NaOH反应,消耗二者物质的量之比为6∶1,B正确;1 mol分子中含1 mol碳碳双键,其他官能团不与氢气发生加成反应,所以1 mol该物质最多可与1 mol H2发生加成反应,C错误;分子中含碳碳双键和羟基,均能被酸性KMnO4溶液氧化,D正确。
11.下列实验操作和现象与结论的关系不相符的是(  )
选项 操作和现象 结论
A 将一小块钠分别投入盛有水和乙醇的小烧杯中,钠与乙醇反应要平缓得多 乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼
B 在催化剂存在的条件下,石蜡油加强热生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色 石蜡油的分解产物中含有烯烃
C 向盛有Na2CO3固体的锥形瓶中滴加稀盐酸,产生无色气体 不能证明氯元素的非金属性强于碳元素
D 向某无色溶液中滴加浓盐酸产生的气体使品红溶液褪色 原无色溶液中一定含有SO或HSO
答案 D
解析 水、乙醇都可与钠反应生成氢气,根据生成氢气的剧烈程度可以比较得出乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,故A正确;盐酸不是氯元素的最高价氧化物的水化物,不能证明氯元素的非金属性强于碳元素,故C正确;原无色溶液中可能含NaClO,与浓盐酸反应生成氯气,使品红溶液褪色,故D错误。
12.(2022·江苏宿迁高一期末)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)??cC(g)+2D(s),12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中不正确的是(  )
A.12 s时,A的转化率为75%
B.0~2 s,D的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1
C.化学计量系数之比b∶c=1∶2
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率大于A的生成速率
答案 B
解析 12 s时,A的转化率为×100%=75%,A正确;D是固体,不能用D的浓度变化表示反应速率,B错误;12 s时生成C的物质的量为0.8 mol,C的浓度增加
0.4 mol·L-1,B的物质的量浓度减小0.2 mol·L-1,Δc(B)∶Δc(C)=0.2∶0.4=1∶2,浓度的变化量之比等于系数之比,则化学计量系数之比b∶c=1∶2,C正确;图中两曲线相交时,A、B的浓度继续减小,反应正向进行,A的消耗速率大于A的生成速率,D正确。
13.下列实验操作或装置(部分夹持装置省略)不正确的是(  )
答案 B
解析 制备Fe(OH)2,应将胶头滴管插入液面以下,以防止Fe(OH)2被氧化。
14.如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是(  )
A.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
B.装置Y中负极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置X是原电池,装置Y是电解池
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化
答案 A
解析 在装置X中,电解水生成H2、O2,能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生,故A正确;装置Y为燃料电池,氢气在负极失电子被氧化,电极反应式是H2-2e-+2OH-===2H2O,故B错误;装置X是电解池,装置Y是原电池,故C错误;在装置X中,电解水生成H2、O2,实现了电能与化学能的转化,在装置Y中构成燃料电池,化学能转化为电能,作用于马达实现了电能与机械能的转化,故D错误。
15.下列物质的转化在给定条件下能实现的是(  )
A.SSO2H2SO4
B.N2NO2HNO3
C.CH2==CH2CH3CH2OHCH3CH2ONa
D.CH3CH2OHCH3COOCH2CH3CH3COOH
答案 A
解析 B项,N2和O2点燃不能生成NO2,错误;C项,CH3CH2OH不能和NaOH反应,错误;D项,CH3COOCH2CH3碱性条件下水解生成CH3COONa,错误。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(13分)氧化铁的用途较为广泛。工业上用废铁屑制备氧化铁的流程如图:
(1)“溶解”时主要反应的离子方程式为____________________________________________。
(2)操作Ⅰ的名称是______________________________________________________________。
(3)加入NH4HCO3溶液生成FeCO3沉淀和CO2,则“废液”中含有的主要离子有___________。
(4)在空气中煅烧FeCO3可得产品Fe2O3,写出该反应的化学方程式:_____________________。
实际生产时,产品Fe2O3中常混有FeO。为了减少FeO的含量,“煅烧”时可以采取的措施有________________________(写一条)。
(5)产品Fe2O3与Al粉的混合物称为铝热剂,可用于焊接铁轨。该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________。
答案 (1)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)过滤
(3)NH、SO
(4)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 通入足量的空气(或延长煅烧时间)
(5)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
解析 (1)“溶解”为Fe和稀硫酸反应生成FeSO4和H2,其离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。(2)FeSO4和NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀,因此操作Ⅰ的名称是过滤。(3)加入NH4HCO3溶液是FeSO4和NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀、(NH4)2SO4、H2O和CO2,则“废液”中含有的主要离子有NH、SO。(4)在空气中煅烧FeCO3可得产品Fe2O3,化合价有升降,说明有氧气参与反应,因此反应的化学方程式:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;实际生产时,产品Fe2O3中常混有FeO,为了减少FeO的含量,“煅烧”时可以采取的措施有通入足量的空气或延长煅烧时间。(5)产品Fe2O3与Al粉的混合物称为铝热剂,可用于焊接铁轨。该反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。
17.(14分)硫酸铵是一种优良的氮肥,适用于各种土壤和作物,硫酸铵还可用于纺织、皮革、医药等方面。某化工厂以硫酸钙为原料制备硫酸铵,其工艺流程如图:
(1)X为______________,操作a名称为______________。
(2)煅烧CaCO3生成生石灰和CO2的反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应,欲加快该反应速率可采取的措施为______________________(写出一种即可)。
(3)上述流程中,可以循环使用的物质有______________(写化学式)。
(4)从滤液中获得(NH4)2SO4晶体,必要的操作步骤是蒸发浓缩、______________、过滤等。
(5)写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程式:_____________________。
答案 (1)CO2(或二氧化碳) 过滤
(2)吸热 粉碎CaCO3(或升高温度)
(3)NH3、CO2
(4)冷却结晶(或降温结晶)
(5)CaSO4+2NH3+CO2+H2O===CaCO3+(NH4)2SO4
解析 通入X后生成CaCO3,根据碳元素守恒,可知X是CO2,根据操作a后有滤液和CaCO3沉淀,可知操作a是过滤;根据图示,反应消耗NH3和CO2,而后续反应又会生成NH3和CO2,则可以循环使用的物质为NH3和CO2;根据流程图反应物有CaSO4、NH3、CO2,生成物有CaCO3、(NH4)2SO4,再根据元素守恒,反应物中有H2O,配平即得化学方程式:CaSO4+2NH3+CO2+H2O===CaCO3+(NH4)2SO4。
18.(14分)合理利用资源,加强环境保护,降低碳排放,实施低碳经济是今后经济生活的主流。回答下列问题:
(1)下列措施不利于有效减少二氧化碳的是______(填字母)。
a.植树造林,保护森林,保护植被
b.加大对煤和石油的开采,并鼓励使用液化石油气
c.大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电,大力推行太阳能的综合开发
d.推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高
(2)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以1∶4的物质的量之比混合通入反应器,在适当条件下反应可获得一种重要能源。请完成化学方程式:
CO2+4H2________+2H2O
(3)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。现进行如下实验:某温度下在体积为1 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g)。
①能判断该反应已达化学平衡的标志是________(填字母)。
a.CO2百分含量保持不变
b.容器中混合气体的质量保持不变
c.容器中H2浓度与CO2浓度之比为3∶1
d.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
②现测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始至达到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________。
(4)以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O。通入甲醇的电极为燃料电池的________(填“正”或“负”)极,正极反应式为______________。
答案 (1)b (2)CH4 (3)①ad ②0.375 mol·L-1·min-1 (4)负 O2+2H2O+4e-===4OH-
解析 (2)根据原子守恒定律,反应前后原子的总数目保持不变,所以1 mol CO2与4 mol H2恰好完全反应生成2 mol H2O外,还会生成1 mol CH4。(3)①在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。CO2百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态,a正确;根据质量守恒定律可知容器中混合气体的质量始终保持不变,则混合气体的质量不变,不能说明反应达到平衡状态,b错误;平衡时浓度不再发生变化,但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系,因此容器中H2浓度与CO2浓度之比为3∶1不能说明反应达到平衡状态,c错误;CO2生成速率与CH3OH生成速率相等,满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,且反应速率是正、反两个方向的,因此可以说明反应达到平衡状态,d正确。②根据图像可知反应进行到12 min时达到平衡状态,此时生成甲醇的浓度是1.50 mol·L-1。所以根据化学方程式可知消耗氢气的浓度是1.50 mol·L-1×3=4.50 mol·L-1,所以用氢气表示的反应速率为=0.375 mol·L-1·min-1。(4)甲醇燃料电池中,甲醇在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。
19.(12分)聚丙烯酸乙酯与沙粒结合,既能阻止地下盐分上升,又能蓄积雨水。人们可用淀粉、石油为原料生产聚丙烯酸乙酯。其转化过程如下:
(1)实验室检验葡萄糖的试剂是______________(写名称)。
(2)丙烯酸所含官能团的名称是______________(填名称)。
(3)乙醇转化为丙烯酸乙酯的化学方程式是_________________________________________。
(4)下列关于聚丙烯酸乙酯的叙述中,正确的是__________(填字母)。
A.聚丙烯酸乙酯能发生水解反应
B.聚丙烯酸乙酯属于烯烃类化合物
C.聚丙烯酸乙酯是一种天然高分子化合物
D.聚丙烯酸乙酯中碳元素的质量分数为60%
(5)实验室采用如图所示装置制备乙酸乙酯。
①反应结束后,若要从右侧试管混合物中分离出乙酸乙酯,请简述操作方法:_____________
_______________________________________________________________________________。
②实验结束后,取下盛有饱和Na2CO3溶液的试管,再沿该试管内壁缓缓加入1 mL紫色石蕊试液(整个过程不振荡试管),发现石蕊试液层存在于饱和Na2CO3溶液层与乙酸乙酯层之间。下列有关该实验的分析正确的是________(填字母)。
A.实验时向装有浓H2SO4的试管中加入乙醇和乙酸
B.实验时应加入碎瓷片,目的是防暴沸
C.石蕊试液层的颜色由上而下分别呈红、紫、蓝
D.实验充分反应后,原料的原子利用率达100%
③取10.0 mL饱和NaOH溶液和5.0 mL乙酸乙酯在试管中,得到乳浊液,向混合液中再加入2.0 mL无水乙醇,用力振荡2 min左右,乳浊液变澄清。原因是______________________。
答案 (1)新制银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)
(2)碳碳双键、羧基 (3)CH2==CHCOOH+CH3CH2OHCH2==CHCOOCH2CH3+H2O (4)AD (5)①将右侧试管混合物倒入分液漏斗中,静置后从分液漏斗下端放出水层,从分液漏斗上端倒出有机层 ②BC ③乙酸乙酯不溶于水溶液,能溶于有机物乙醇;加入2.0 mL无水乙醇,用力振荡2 min左右,增加了反应物的接触面积,导致乙酸乙酯水解得到乙酸钠和乙醇,乳浊液变澄清
解析 (3)乙醇转化为丙烯酸乙酯为酯化反应,化学方程式是CH2==CHCOOH+CH3CH2OH
CH2==CHCOOCH2CH3+H2O。(4)聚丙烯酸乙酯结构简式为,含有酯基,能发生水解反应,A正确;聚丙烯酸乙酯中不含有碳碳双键,不属于烯烃类化合物,B错误;聚丙烯酸乙酯是一种人工合成高分子化合物,C错误;聚丙烯酸乙酯中碳元素的质量分数为×100%=60%,D正确。(5)②硫酸溶于水放出大量的热,实验时应先加入乙醇,再依次加入浓硫酸、乙酸,A错误;实验时应加入碎瓷片,目的是防止加热过程中溶液暴沸,B正确;石蕊遇酸性溶液变红色、遇碱性溶液变蓝色,乙酸乙酯密度小于水且混有挥发出的乙酸,使石蕊变红色,水层中碳酸钠溶液显碱性,使石蕊溶液变蓝色,故试液层的颜色由上而下分别呈红、紫、蓝,C正确;酯化反应为可逆反应,且有小分子H2O生成,即使实验充分反应,原料的原子利用率小于100%,D错误。