2020-2021学年上海中学高三(上)期中化学试卷( 含解析)

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名称 2020-2021学年上海中学高三(上)期中化学试卷( 含解析)
格式 zip
文件大小 245.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2020-12-09 15:45:42

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2020-2021学年上海中学高三(上)期中化学试卷
一、选择题(共20小题,每小题3分,满分60分)
1.下列调味品的主要成分属于无机物的是(  )
A.食醋
B.料酒
C.食盐
D.麻油
2.下列试剂需要保持在棕色试剂瓶中的是(  )
A.浓硫酸
B.浓硝酸
C.酒精
D.澄清石灰水
3.下列反应中,光照对反应几乎没有影响的是(  )
A.氯气与氢气反应
B.次氯酸分解
C.甲烷与氯气反应
D.甲烷与氮气反应
4.分子式为CnH2n+1Cl(
n>l)的卤代烃不能发生消去反应,n的最小值是(  )
A.3
B.4
C.5
D.6
5.医用外科口罩的结构示意图如图所示,其中,过滤层所用的材料是熔喷聚丙烯,具有阻隔部分病毒和细菌的作用。下列关于医用外科口罩的说法不正确的是(  )
A.防水层具有阻隔飞沫进入口鼻内的作用
B.熔喷聚丙烯属于合成高分子材料
C.熔喷聚丙烯材料难溶于水
D.用完后应投入有标志的垃圾箱
6.有一种军用烟幕弹中装有ZnO、Al粉和C2Cl6,其发烟过程中的化学反应如下:
①3ZnO+2Al→Al2O3+3Zn   ②3Zn+C2Cl6→3ZnCl2+2C
下列有关叙述不正确的是(  )
A.反应①是铝热反应
B.反应②是置换反应
C.C2Cl6属于卤代烃
D.氧化性:Al<Zn<C
7.硝基苯中溶有少量CaCl2,适宜的提纯方法是(  )
A.过滤
B.蒸馏
C.分液
D.纸上层析
8.一般情况下,前者无法决定后者的是(  )
A.原子核外电子排布﹣元素在周期表中的位置
B.分子间作用力的大小﹣分子稳定性的高低
C.弱电解质的相对强弱﹣电离常数的大小
D.物质内部储存的能量﹣化学反应的热效应
9.将Na、Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4分别加热熔化,需要克服相同类型作用力的物质有(  )
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
10.门捷列夫根据元素周期表的位置,预测到锗的存在。锗的最外层电子排布为4s24p2,以下相关判断最有可能错误的是(  )
A.通常状态下,二氧化锗与二氧化碳都是非极性的分子
B.单质锗的导电性优于一般非金属,劣于一般金属
C.甲锗烷(GeH4)是一种结构与甲烷相似的化合物
D.锗失去1个电子需要的能量低于碳
11.以下关于石油化工的认识错误的是(  )
A.加入催化剂可在较低温度下进行裂化,以提高裂化产品的质量
B.石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料的产量
C.汽油、柴油、沥青都是石油常压分馏的产品
D.植物油和裂化汽油都含有不饱和碳原子
12.下列有关说法不正确的是(  )
A.向Mg(OH)2加入足量稀硫酸,加热浓缩,冷却结晶后得到硫酸镁晶体
B.氨水清除试管壁附着的银镜
C.可用稀硝酸鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液
D.除去乙酸乙酯中的乙酸杂质,加入碳酸钠溶液,分液
13.实验室进行下列实验,在选择实验装置时应当考虑冷凝回流装置的是(  )
A.乙醛与银氨溶液共热制银镜
B.无水醋酸钠和碱石灰共热制甲烷
C.电石和水混合制乙炔
D.乙酸、1﹣丁醇与浓硫酸共热制乙酸丁酯
14.常温常压下,往某密闭容器中充入两种气体后不久,测得容器内最终气体平均式量为49,则充入的气体可能为(  )
A.C3H8和O2
B.NO和O2
C.NH3和HCl
D.SO2和H2S
15.已知可逆反应:aA+bB?cC在不同温度下反应相同的时间,物质的质量分数A%和C%变化曲线如图所示,下列说法一定正确的是(  )
A.该反应的正反应是吸热反应
B.增大压强,平衡向正反应方向移动
C.该反应在T2温度时达到化学平衡
D.该反应在T1温度时正、逆反应速率相等
16.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是(  )
A.
将NO2球浸泡在冷水和热水中
B.
t/℃
25
50
100
KW/10﹣14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
C(氨水)/(mol?L﹣1)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
17.某无色溶液含有下列离子中的若干种:H+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO32﹣、Cl﹣、OH﹣、NO3﹣.酸性或碱性条件下,溶液中能大量存在的离子最多有(  )
A.4种
B.5种
C.6种
D.7种
18.已知H2S能定量完成下列反应:R﹣+H2S(少量)→HR+HS﹣,2Z﹣+H2S(少量)→2HZ+S2﹣.下列叙述正确的是(  )
A.相同温度下电离平衡常数:Ki1(H2S)>Ki(HZ)>Ki2(H2S)>Ki(HR)
B.结合H+的能力:Z﹣>S2﹣>R﹣>HS﹣
C.同温同浓度下,溶液的pH值:NaHS>NaR>Na2S>NaZ
D.HZ与Na2S反应的离子方程式:HZ+S2﹣→HS﹣+Z﹣
19.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿棕色铁锈环(b),如图所示.导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少.下列说法正确的是(  )
A.液滴中的Cl﹣由a区向b区迁移
B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH﹣形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为Cu﹣2e﹣═Cu2+
20.亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中会生成ClO2、HClO2、ClO2﹣、Cl﹣等,其中HClO2和ClO2都是具有漂白作用。已知pOH=﹣lgc(OH﹣),经测定25℃时各组分含量随pOH变化情况如图所示(Cl﹣没有画出),此温度下,下列分析正确的是(  )
A.HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10﹣8
B.pOH=11时,ClO2﹣部分转化成ClO2和Cl﹣离子的方程式为:5ClO2﹣+2H2O═4ClO2+Cl﹣+4OH﹣
C.pH=7时,溶液中含氯微粒的浓度大小为:c(HClO2)>c(ClO2﹣)>c(ClO2)>c(Cl﹣)
D.同浓度的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合,则混合溶液中有:c(Na+)+c(OH﹣)=c(H+)+c(HClO2)
二、解答题(共4小题,满分40分)
21.金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的作用
(1)铝原子核外有 
 种不同运动状态的电子,最外层电子的轨道表示式为 
 。
(2)铍与铝性质相似。将BeCl2溶液加热蒸干后灼烧,再使其熔融,用直流电电解,可得到单质铍和一种单质气体,则该气体的分子式为 
 。写出BeCl2溶液和过量氨水反应的离子方程式: 
 。
(3)镁和铝同周期。取适量Al﹣Mg合金样品置于烧杯中,加入20mL
1mol/L的NaOH溶液,恰好完全反应。
下列叙述正确的是 
 
a.上述反应可视为原电池反应,此时Mg作负极,Al作正极
b.若加入的是20mL
1mol/L的盐酸,则放出的氢气的物质的量减少
c.若把NaOH中的H换成D(D为重氢),生成的氢气中D与H物质的量之比为1:2
(4)用铝和金属氧化物反应制备单质是工业上较常用的方法。如2Al+4BaO3Ba↑+BaO?Al2O3
常温下Al的金属性比Ba的金属性 
 (选填“强”、“弱”)利用上述方法可制取Ba的主要原因是 
 。
a.高温时Al的活泼性大于Ba
b.高温有利于BaO分解
c.高温时Bao?Al2O3比Al2O3稳定
d.Ba的沸点比Al的低
(5)氮化铝是一种既有前途的电子绝缘基片材料,它化学稳定性好,耐高温、酸、碱,抗冲击能力强。可通过下列反应制备:Al2O3+3C+N2→2AlN+3CO+Q(Q<0)上述反应物与生成物中,属于非极性分子的电子式为 
 ;成AlN的微粒是 
 。
(6)下列选项能判断氮、氧元素非金属性强弱的是 
 
a.气态氢化物的沸点
b.单质与氢气化合的难易程度
c.最高价氧化物对应水化物的酸性
d.NO中O显﹣2价,N显+2价
22.节能减排CO2建设友好型社会的必然选择
(1)CO2可与H2生成CH4,CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g),将原料气按n(CO2):n(H2)=1mol:4mol置于体积为2L的密闭容器中发生反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示,该反应的平衡常数K随温度降低而 
 (填“增大”或“减小”)。恒温条件下,反应经过5min达到平衡,此时压强为初始的0.8倍,用H2表示该阶段化学反应速率为 
 。
(2)在恒温(T>100℃)恒容装置中进行该反应,达到平衡状态的是 
 。
a.混合气体密度不再改变
b.混合气体压强不再改变
c.混合气体平均摩尔质量不再改变
d.n(CO2):n(H2)=1:2
(3)原料气CO2可与H2可通过如下反应制备。
①C(s)+CO2(g)?2CO(g)+akJ
②CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)+bkJ,某反应的平衡常数表达式K=,请写出此反应的热化学方程式 
 。
(4)CO2还可与H2生成CH3OH,CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)+Q1下列措施有利于提高合成CH3OH反应中CO2的平衡转化率的是 
 。
a.使用催化剂
b.加压
c.增大初始投料比
某反应下该反应的K=450,向该温度下2L的容器内分别投入0.2mol
H2,0.6mol
CO2,0.4mol
CH3OH和0.4mol
H2O,则反应向 
 方向进行。(填“正”或“逆”)
(5)上述反应存在副反应H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g)+Q2,控制压强一定,CO2和H2初始比一定,经过相同时间测得如下表数据(反应未达平衡):
T(K)
CO2的实际转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
12.3
42.3
553
15.3
39.1
甲醇转化率:转化的CO2中生成甲醇的百分比。数据表明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,可能的原因是 
 。
23.某化学课外活动小组利用废铁屑(含少量硫等元素)为原料制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2
SO4?FeSO4?6H2O]
设计如图所示的装置。(夹持位器略去)
称取一定量的表面除去油污的废铁屑于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,在通风橱中置于50~60℃热水浴中加热充分反应,溶液冷却至室温后加入氨水,使其完全反应,制得浅绿色悬浊液。
(1)相比通常铁与稀硫酸生成氢气的条件,在实验中选择50~60℃热水浴的原因是 
 ;锥形瓶中溶液冷却至室温后再加入氨水的原因 
 。
(2)C瓶中KMnO4溶液的作用是 
 。
(3)若要确保获得浅绿色悬浊液,下列符合实验要求的是 
 。(填字母)
a.保持铁屑过量
b.控制溶液呈强碱性
c.将稀硫酸改为浓硫酸
(4)莫尔盐[(NH4)2
Fe(SO4)2?6H2O]是一种重要的化学药品,一定条件下,(NH4)2
Fe(SO4)2发生分解:4(NH4)2Fe(SO4)2═2Fe2O3+5SO2↑+3SO3↑+N2↑+6NH3↑+7H2O,下列叙述正确的是 
 。
a.反应生成amol
N2时,转移电子的物质的量为6a
mol
b.该反应的还原产物是硫的两种氧化物
c.有amol电子转移时,生成SO2的物质的量为0.1a
mol
d.将气体产物用足量BaCl2溶液吸收,只得到一种沉淀物
(5)摩尔盐比绿矾稳定,不易被空气氧化。为探究Fe2+稳定因素设计如下实验,配制同浓度的FeSO4溶液(pH=4.5)和(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0),各取2mL置于两支试管中,溶液均呈浅绿色,分别滴入2滴KSCN溶液产生红褐色浑浊的原因 
 。
讨论影响Fe2+稳定性的因素,小组同学提出以下3种假设:
假设1,其它条件相同时,NH4+的存在使(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+稳定性较好
假设2:其它条件相同时,在一定pH范围内,溶液pH越小Fe2+稳定性越好
假设3: 
 。
(6)称取ag所制得的(NH4)2
Fe(SO4)2?6H2O(M=392g/mol),用加热煮沸的蒸馏水溶解,配制250mL溶液取出25mL放入锥形瓶中,用cmol?L﹣1
KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液VmL,则硫酸亚铁铵晶体的纯度为 
 。(用含c、V、a的代数式表示)
24.某药物H的一种合成路线如下,回答下列问题:
(1)C的名称是 
 。
(2)D→E的反应类型为 
 。B→C的试剂相条件是 
 。
(3)A→B光照条件改为加入铁粉,请写出发生一氯代反应的化学方程式 
 。
(4)写出E→F的化学方程式 
 。
(5)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的结构有 
 种。
①既能发生银镜反应,又能发生水解反应;
②属于芳香族化合物;
③苯环上只有2个取代基,且苯环上的一氯代物只有两种。
其中一种有五种环境下的氢原子,请写出它的结构简式 
 。
(6)参照上述流程,以D和乙醛为原料合成(其他无机试剂自选),设计合成路线 
 。
2020-2021学年上海中学高三(上)期中化学试卷
试题解析
一、选择题(共20小题,每小题3分,满分60分)
1.解:A.食醋为醋酸的水溶液,醋酸为含碳元素的化合物,属于有机物。故A不选;
B.料酒中乙醇为含碳元素的化合物,属于有机物。故B不选;
C.食盐为氯化钠,不含碳元素,属于无机化合物,故C选;
D.麻油主要成分为油脂,为含碳元素的化合物,属于有机物。故D不选;
故选:C。
2.解:A.浓硫酸较稳定,不需要避光保存,则不必储存在棕色试剂瓶中,故A错误;
B.浓HNO3是见光易分解的液体,所以应储存在棕色玻璃瓶中,故B正确;
C.酒精易挥发,但比较稳定,密封保存即可,不需要储存在棕色试剂瓶中,故C错误;
D.澄清石灰水溶液比较稳定,吸收空气中二氧化碳生成碳酸钙沉淀,需要密闭保存,见光不分解,不需要避光保存,故D错误;
故选:B。
3.解:A.氯气与氢气可在光照或点燃条件下发生化合反应生成氯化氢,故A错误;
B.次氯酸不稳定性,在光照条件下发生:2HClO2HCl+O2↑,故B错误;
C.光照条件下,氯气与甲烷发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,故C错误;
D.甲烷与氮气在光照条件下不反应,故D正确;
故选:D。
4.解:分子式为CnH2n+1X(n≠1)的卤代烃不能发生消去反应,则卤素原子连接的C原子上没有H原子,至少连接3个甲基,故含有C原子数至少的结构为(CH3)3CCH2X,至少含有5个C原子,故选C。
5.解:A、防水层能阻止水进入,故阻隔飞沫进入口鼻内的作用,故A正确;
B、相对分子质量在一万以上的是高分子化合物,故熔喷聚丙烯属于高分子化合物,故B正确;
C、烃类难溶于水,故熔喷聚丙烯材料难溶于水,故C正确;
D、医用外科口罩不能回收,用完后应不能投入有标志的垃圾箱,故D错误。
故选:D。
6.解:A.反应①利用Al的还原剂及放热,为铝热反应可冶炼Zn,故A正确;
B.反应②为单质与化合物反应生成新单质、化合物的反应,属于置换反应,故B正确;
C.C2Cl6为乙烷的卤代物,则属于卤代烃,故C正确;
D.由①②可知还原性为Al>Zn>C,且Al、Zn均为金属,不具有氧化性,故D错误;
故选:D。
7.解:A.硝基苯中溶有少量CaCl2,不能过滤分离,故A不选;
B.硝基苯中溶有少量CaCl2,二者沸点不同,可选择蒸馏法提纯,故B选;
C.不分层,不能选分液法分离,故C不选;
D.纸上层析与物质在不同溶剂中的溶解性有关,不宜选择,故D不选;
故选:B。
8.解:A.因为原子核外电子排布呈现规律性的变化,故元素在周期表中的位置也呈现规律性的变化,即原子核外电子排布决定了元素在周期表中的位置,故A正确;
B.稳定性与化学键的强弱有关,与分子间作用力的大小无关,则化学键的强弱决定分子的稳定性,故B错误;
C.相同类型的弱电解质,其电离常数越大说明该弱电解质越易电离,故C正确;
D.反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应放热,否则吸热,即物质内部储存的能量决定了化学反应的热效应,故D正确;
故选:B。
9.解:Na为金属晶体,熔化时克服金属键,Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4为离子晶体,熔化时克服离子键,需要克服相同类型作用力的物质有4种。
故选:C。
10.解:A.二氧化锗的构成微粒为阴阳离子,是离子化合物,故A错误;
B.锗是半导体元素,所以单质锗优于一般非金属,劣于一般金属,故B正确;
C.锗与碳在同一主族,所以甲锗烷(GeH4)是一种结构与甲烷相近的化合物,故C正确;
D.锗的金属性强于碳,失去1个电子需要的能量低于碳,故D正确;
故选:A。
11.解:A.催化剂能够改变化学反应速率,但是不会提高生成物的质量,故A错误;
B.石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油,煤油,柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量,故B正确;
C.石油在常压下分馏,得到的主要产品是:汽油、煤油、柴油、重油、沥青等,故C正确;
D.植物油的主要成分为不饱和高级脂肪酸甘油酯,裂化汽油中主要含有烯烃、芳香烃和少量二烯烃,故D正确;
故选:A。
12.解:A.氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁和水,硫酸镁水解生成的硫酸是难挥发性酸,硫酸镁溶液经加热浓缩、冷却结晶可制备硫酸镁晶体,故A正确;
B,氨水和银不反应,不能用氨水清除银镜,应用硝酸溶液清洗试管壁附着的银镜,故B错误;
C,MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液分别与HNO3反应时,现象分别为溶液变为黄色、无明显现象、有无色气泡生成、先生成白色沉淀后沉淀消失,现象不同,能鉴别,故C正确;
D,乙酸乙酯中含有乙酸杂质,加入碳酸钠溶液,碳酸钠与乙酸反应生成能溶于水的乙酸钠,乙酸乙酯难溶于碳酸钠溶液,出现分层,通过分液达到除杂的目的,故D正确;
故选:B。
13.解:A.乙醛与银氨溶液共热制银镜不需要冷凝回流装置,故A不选;
B.无水醋酸钠和碱石灰共热制甲烷,反应物中没有易挥发性物质,不需要冷凝回流装置,故B不选;
C.电石和水混合生成乙炔和氢氧化钙,除生成乙炔气体外,其他物质均不能挥发,不需要冷凝回流装置,故C不选;
D.乙酸、1﹣丁醇的沸点均不高,加热时易挥发,导致原料利用率偏低,为了提高乙酸、1﹣丁醇的利用率,需要冷凝回流装置,故D选;
故选:D。
14.解:A.C3H8和O2常温常压下不反应,平均式量介于32~44之间,均小于49,故不可能,故A错误;
B.平衡后气体情况可能是①NO2、O2、N2O4②N2O4、NO2③NO、NO2、N2O4,三种情况的平均式量可能为49,都有可能,故B正确;
C.最终只可能剩余HCl或者NH3,平均式量都小于49,故不可能,故C错误;
D.剩余气体情况为①SO2或②H2S,两种气体的式量分别是64、32,都不满足,故不可能,故D错误。
故选:B。
15.解:A.升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,故A错误;
B.由信息不能确定a+b与c的关系,则增大压强,平衡不一定正向移动,故B错误;
C.由上述分析可知,在T2温度时达到化学平衡,故C正确;
D.T1温度时反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,故D错误;
故选:C。
16.解:A.存在平衡2NO2?N2O4,且正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以气体颜色加深,可以用平衡移动原理来解释,故A不选;
B.水是弱电解质,存在电离平衡H2O?H++OH﹣,电离过程是吸热过程,升高温度,促进水的电离,氢离子与氢氧根离子的浓度增大,水的离子积中增大,可以用平衡移动原理解释,故B不选;
C.过氧化氢分解,加入的二氧化锰起催化剂的作用,加快过氧化氢分解,不能用平衡移动原理解释,故C选;
D.氨水中存在平衡NH3?H2O?NH4++OH﹣,浓度越稀,电离程度越大,故0.1mol/L的氨水稀释10倍,pH变化小于1个单位,可以用平衡移动原理解释,故D不选;
故选:C。
17.解:Fe3+为有色离子,在溶液中不能大量共存;
酸性溶液中,不与氢离子反应的离子有:H+、NH4+、Ba2+、Al3+、Cl﹣、NO3﹣,总共有6种;
碱性溶液中,不与氢氧根离子反应的离子为:Ba2+(或CO32﹣)、Cl﹣、OH﹣、NO3﹣,最多4种,
根据分析可知,最多含有6种离子,
故选:C。
18.解:已知R﹣+H2S(少量)→HR+HS﹣,2Z﹣+H2S(少量)→2HZ+S2﹣,则酸性:H2S>HR>HS﹣>HZ,
A、根据酸性强的能制备酸性弱的,酸性越强,Ka越大,所以相同温度下电离平衡常数:Ki1(H2S)>Ki(HR)>Ki2(H2S)>Ki(HZ),故A错误;
B、酸性越弱,酸越难电离,对应酸根离子越易结合氢离子,已知酸性:H2S>HR>HS﹣>HZ,所以结合H+的能力:Z﹣>S2﹣>R﹣>HS﹣,故B正确;
C、酸性越弱,对应的盐越易水解,已知酸性:H2S>HR>HS﹣>HZ,所以水解程度NaZ>Na2S>NaR>NaHS,则同温同浓度下,溶液的pH值:NaZ>Na2S>NaR>NaHS,故C错误;
D、已知HZ的酸性小于HS﹣的酸性,所以HZ与S2﹣不反应,故D错误;
故选:B。
19.解:A.根据在原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极的规律,Cl﹣应由b区向a区迁移,故A错误;
B.O2在液滴外沿反应,正极电极反应为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
(发生还原反应),故B正确;
C.液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀,故C错误;
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,由于Fe的金属活动性比铜强,Fe仍为负极,负极发生的电极反应为:Fe﹣2e﹣=Fe2+,故D错误。
故选:B。
20.解:A、HClO2的电离平衡常数K=,观察图象可以看出,当pOH=8时,pH=6,c(ClO2﹣)=c(HClO2),因此HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10﹣6,故A错误;
B、由图可以得出:酸性条件下ClO2﹣浓度高,即在碱性条件下亚氯酸钠较稳定,pOH=11时,pH=3,为酸性溶液,ClO2﹣部分转化成ClO2和Cl﹣离子的方程式为:5ClO2﹣+4H+═4ClO2+Cl﹣+2H2O,故B错误;
C、根据图知,pH=7时,存在c(HClO2)<c(
ClO2﹣),则微粒浓度大小顺序是c(
ClO2﹣)>c(HClO2)>c(
ClO2)>c(
Cl﹣),故C错误;
D、依据电中性原则得出:c(H+)+c(Na+)=c(ClO2﹣)+c(
Cl﹣)+c(OH﹣)
①,依据物料守恒得出:2c(Na+)=c(ClO2﹣)+c(HClO2)+c(
Cl﹣)
②,联立①②消去ClO2﹣离子::c(Na+)+c(OH﹣)=c(H+)+c(HClO2),故D正确;
故选:D。
二、解答题(共4小题,满分40分)
21.解:(1)核外没有运动状态相同的电子,Al元素原子核外有13个电子,即有13种同运动状态的电子;Al原子最外层电子排布式为3s23p1,最外层电子的轨道表示式为,
故答案为:13;;
(2)将BeCl2溶液加热时促进铍离子的水解生成Be(OH)2,蒸干后灼热得到氧化铍,电解熔融的BeO得到Be和氧气,气体的化学式:O2;由氯化铝与足量氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,可知BeCl2溶液和过量氨水反应生成氢氧化铍和氯化铵,反应离子方程式:Be2++2NH3?H2O=Be(OH)2+2NH4+,
故答案为:O2;Be2++2NH3?H2O=Be(OH)2+2NH4+;
(3)a.Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气,Al发生氧化反应,而Mg不反应,该装置中Mg作正极,Al作负极,故a错误;
b.Mg、Al都能与盐酸反应生成氢气,HCl与NaOH的物质的量相等为0.02L×1mol/L=0.02mol,Al与NaOH恰好反应,由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+H2↑,可知HCl完全反应,Al与NaOH反应生成氢气为0.02mol×=0.03mol,而HCl完全反应生成氢气为=0.01mol,所以放出的氢气的物质的量减少,故b正确;
c.Al与碱溶液本质是:Al先与水反应生成氢氧化铝与氢气,氢氧化铝再与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,若把NaOH中的H换成D,不能确定是否有D2生成及其量,故c错误,
故答案为:b;
(4)Mg、Al同周期,自左而右金属性减弱,故金属性Mg>Al,Mg、Ba同主族,自上而下金属性增强,故金属性Mg<Ba,则金属性Al<Ba;高温下Al为不是气体,而Ba为气体,从反应体系中逸出,使用反应进行,
故答案为:弱;d;
(5)属于非极性分子的为N2,分子中N原子之间形成3对共用电子对,电子式为;AlN耐高温、酸、碱,抗冲击能力强,属于原子晶体,构成微粒为Al原子和N原子,
故答案为:;Al原子和N原子;
(6)a.气态氢化物的沸点属于物理性质,不能比较元素非金属性强弱,水的沸点高,只能说明水分子间作用力大于氨分子间,故a错误;
b.单质与氢气化合的越容易,元素的非金属性越强,故b正确;
c.氧元素没有含氧酸,不能利用最高价含氧酸的酸性判断元素非金属性强弱,故c错误;
d.NO中O显﹣2价,N显+2价,说明O原子对键合电子吸引更强,故氧元素非金属性更强,故d正确,
故答案为:bd。
22.解:(1)由图可知,温度超过400℃时,H2O的物质的量分数减小,即升高温度,平衡逆移,正反应为放热反应,平衡常数K随温度降低而增大,原料气按n(CO2):n(H2)=1mol:4mol置于体积为2L的密闭容器中发生反应,5min达到平衡,此时压强为初始的0.8倍,
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
(单位:mol)
起始量:1
4
0
0
转化量:x
4x
x
2x
平衡量:1﹣x
4﹣4x
x
2x
==0.8,x=0.5mol,v(H2)====0.2mol/(L?min),
故答案为:增大;0.2mol/(L?min);
(2)a.该反应气体质量与体积不变,则气体密度为定值,混合气体密度不再改变不能说明反应达到平衡,故a错误;
b.该反应前后气体物质的量改变,则气体压强为变化值,混合气体压强不再改变可以说明反应达到平衡,故b正确;
c.该反应前后气体质量不变,气体物质的量改变,则气体平均摩尔质量为变化值,混合气体平均摩尔质量不再改变可以说明反应达到平衡,故c正确;
d.该反应反应物的起始量与计量系数成正比,则任意时刻n(CO2):n(H2)=1:4,故D错误;
故答案为:bc;
(3)由题可得①C(s)+CO2(g)?2CO(g)△H=﹣akJ?mol﹣1
②CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H=﹣bkJ?mol﹣1,
某反应的平衡常数表达式K=,则该反应为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),
根据盖斯定律:①+②即可得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=﹣(a+b)kJ?mol﹣1,
故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=﹣(a+b)kJ?mol﹣1;
(4)a.催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡转化率,故a错误;
b.增大压强,平衡向气体分子数小的方向移动,即正向移动,CO2的平衡转化率增大,故b正确;
c.增大初始投料比,相当于增加n(CO2),CO2的平衡转化率减小,故c错误;
该反应的K=450,向该温度下2L的容器内分别投入0.2molH2,0.6molCO2,0.4molCH3OH和0.4molH2O,Qc==133.3<K=450,平衡正向移动,
故答案为:b;正;
(5)实验控制压强一定,CO2和H2初始投料比一定,按一定流速通过催化剂乙,反应未达到平衡状态,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,说明升温对反应I、II反应速率均增大,但副反应的反应速率影响更大,
故答案为:温度升高,副反应速率增大更快。
23.解:(1)在实验中选择50~60℃热水浴,升高温度,受热均匀,加快反应速率,提高利用率;锥形瓶中溶液冷却至室温后再加入氨水,是因为氨水中的氨极易挥发,温度过高,氨水挥发过多,原料利用率低,不利于反应的进行,
故答案为:加快反应谏率,受热均匀;温度过高,氨水挥发过多,原料利用率低;
(2)由于铁屑中含有S,因此会产生硫化氢,同时氨水易挥发,因此高锰酸钾溶液吸收这些气体,防止污染空气,
故答案为:吸收H2S等杂质气体,防止污染空气;
(3)a.若要确保获得浅绿色昼浊液,由于Fe2+易被氧化,所以为防止其被氧化,铁屑应过量,故a正确;
b.若控制溶液呈强碱性,则生成了Fe(OH)2沉淀,故b错误;
c.将稀硫酸改为浓硫酸,由于浓H2SO4的强氧化性,会将Fe2+氧化成Fe3+,故c错误;
故答案为:a;
(4)由4(NH4)2Fe(SO4)2=2Fe2O3+5SO2↑+3SO3↑+N2↑+6NH3↑+7H2O可知,Fe元素由+2价变为+3价,失电子,N元素由﹣3价变为0价,失电子,S元素由+6价变为+4价,得电子,则由方程式可知:
a.生成1mol
N2同时会生成5mol
SO2,转移电子10mol,那么反应生成amol
N2时,转移电子的物质的量10a
mol,故a错误;
b.得到电子被还原,生成还原产物,则还原产物只有SO2,SO3中S价态不变,不是还原产物,故b错误;
c.由方程式可知,生成5mol
SO2,电子转移10mol,则有amol电子转移时,生成SO2的物质的量是0.5a
mol,故c错误;
d.当用足量BaCl2吸收气体产物时,只能生成BaSO4沉淀,而不会生成BaSO3沉淀,故d正确;
故答案为:d;
(5)FeSO4溶液产生红褐色浑油是因为生成了Fe(OH)3沉淀,离子方程式为4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+;
根据两种溶液离子浓度的差异判断NH4+、SO42﹣以及H+都可影响Fe2+稳定性,由题始信息可知假设1和假设2都说了NH4+和H+的影响,则可知假设3是讲硫酸根的影响,当其它条件相同时硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性或当其它条件相同时,硫根离子浓度越大,Fe2+的稳定性较好,
故答案为:4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+;当其它条件相同时,硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性;
(6)由反应5Fe2++MnO42﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,可知5Fe2+~MnO42﹣,反应消耗KMnO4的物质的量为n(MnO42﹣)=c
mol/L×V×10﹣3L=cV×10﹣3mol,250mL中亚铁离子的物质的量为n(Fe2+)=5
cV×10﹣3mol×=5
cV×10﹣2mol,则(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O质量为5
cV×10﹣2mol×392g/mol=19.6cv
g,则硫酸亚铁铵晶体的纯度为×100%=,
故答案为:。
24.解:(1)由分析可知,C的结构简式为,C的名称为:苯甲醇,
故答案为:苯甲醇;
(2)D→E的反应类型为加成反应,B→C为卤代烃的水解反应,该反应的试剂和条件是NaOH水溶液、加热,
故答案为:加成反应;NaOH水溶液、加热;
(3)A→B光照条件改为加入铁粉,发生苯环上的取代反应,发生一氯代反应的化学方程式为:+Cl2+HCl,
故答案为:+Cl2+HCl;
(4)E→F的化学方程式为:+H2O,
故答案为:+H2O;
(5)E的同分异构体符合下列条件:①既能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明含有HOOC﹣;②属于芳香族化合物,说明含有苯环;③苯环上只有2个取代基,且苯环上的一氯代物只有两种,应2个不同的取代基处于对位,取代基为HCOO﹣、CH3CH2CH2﹣,或者为HCOO﹣、(CH3)2CH﹣,或者为HCOOCH2﹣、CH3CH2﹣,或者为HCOOCH2CH2﹣、CH3﹣,或者为HCOOCH(CH3)﹣,CH3﹣,故符合条件的有5种,其中一种有五种环境下的氢原子,它的结构简式为,
故答案为:5;;
(6)由转化中D到F的系列转化,苯甲醛和乙醛发生加成反应生成,然后发生消去反应生成,最后发生加成反应得到目标产物,合成路线流程图为:,
故答案为:。
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