2019年高考化学真题试卷(江苏卷)
一、单选题
1.(2019·江苏)糖类是人体所需的重要营养物质。淀粉分子中不含的元素是( )
A.氢 B.碳 C.氮 D.氧
【答案】C
【知识点】多糖的性质和用途
【解析】【解答】淀粉的化学式为(C6H10O5)n,故淀粉中含有碳元素、氢元素和氧元素,不含有氮元素,C符合题意;
故答案为:C
【分析】根据淀粉的化学式确定淀粉中所含和不含的元素。
2.(2019·江苏)反应NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为18的氯原子:
B.N2的结构式:N=N
C.Na+的结构示意图:
D.H2O的电子式:
【答案】D
【知识点】原子中的数量关系;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、中子数为18的氯原子,其质量数=质子数+中子数=17+18=35,因此该原子的表示方法为:,A不符合题意;
B、N2的结构式为N≡N,B不符合题意;
C、Na的最外层电子数为11,失去一个电子后形成Na+,其离子结构示意图为,C不符合题意;
D、H2O中存在两个氢氧共价键,其电子式为,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、标在元素符号左上角的数字表示的是质量数,质量数=质子数+中子数;
B、N2分子中存在N≡N;
C、Na+是在Na原子的基础上失去最外层一个电子形成的;
D、H2O中存在着氢氧共价键;
3.(2019·江苏)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈
C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝
【答案】B
【知识点】镁、铝的重要化合物;化肥、农药及其合理利用;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A、NH4HCO3中含有氮元素,可作氮肥,做氮肥与其受热易分解的性质无关,A不符合题意;
B、铁锈的主要成分是Fe2O3,属于金属氧化物,金属氧化物能与酸反应,二者具有对应关系,B符合题意;
C、SO2漂白纸浆的过程,是与纸浆中的有色物质发生化合反应形成无色物质,过程中没有涉及氧化还原反应,不体现SO2的氧化性,该过程体现了SO2的漂白性,C不符合题意;
D、Al2O3具有两性,既能与强酸溶液反应,也能与强碱溶液反应,该性质与电解冶炼铝的用途无关,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、受热易分解与做化肥无关;
B、金属氧化物能与酸反应;
C、SO2漂白纸浆体现了SO2的漂白性;
D、Al2O3具有两性,既能与强酸溶液反应,也能与强碱溶液反应;
4.(2019·江苏)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L 1NaOH溶液:Na+、K+、 、
B.0.1 mol·L 1FeCl2溶液:K+、Mg2+、 、
C.0.1 mol·L 1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl 、OH
D.0.1 mol·L 1H2SO4溶液:K+、 、 、
【答案】A
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A、溶液中各离子相互间不形成难溶物(或微溶物)、不形成弱电解质、不形成易挥发性物质、不发生络合反应和氧化还原反应,可大量共存,A符合题意;
B、溶液中的MnO4-具有氧化性,Fe2+具有还原性,二者可发生氧化还原反应,不可大量共存,B不符合题意;
C、溶液中的Ba2+能与CO32-形成BaCO3沉淀,不可大量共存,C不符合题意;
D、溶液中NO3-在酸性条件下具有氧化性,能将HSO3-氧化成SO42-,同时H+能与HSO3-反应生成SO2和H2O,不可大量共存,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、溶液中各离子相互间不发生反应;
B、MnO4-具有氧化性,可将Fe2+氧化;
C、Ba2+能与CO32-形成BaCO3沉淀;
D、H+能与HSO3-反应形成SO2和H2O,NO3-在酸性条件下具有氧化性;
5.(2019·江苏)下列实验操作能达到实验目的的是( )
A.用经水湿润的pH试纸测量溶液的pH
B.将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L 1NaOH溶液
C.用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体
D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2
【答案】D
【知识点】溶液酸碱性的判断及相关计算;二氧化硫的性质;蒸发和结晶、重结晶;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A、测溶液的pH值时,应用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,显色后与标准比色卡对照,得出溶液的pH值;若pH试纸润湿,则相当于对溶液进行了稀释操作,对于酸性溶液,会使得结果偏大,对于碱性溶液,会的结果偏小,对于中性溶液,则无影响,A不符合题意;
B、配制一定物质的量浓度的溶液时,应先将固体在烧杯中溶解,恢复至室温后,再转移到容量瓶中,不可在容量瓶内进行溶解操作,B不符合题意;
C、AlCl3在水中易水解,产生Al(OH)3和具有挥发性的HCl,直接加热蒸发AlCl3溶液,最终得到的是Al(OH)3,欲得到AlCl3晶体,应在HCl气流中加热蒸发,以抑制AlCl3的水解,C不符合题意;
D、SO2能与NaOH溶液反应,乙烯不能,故将混合气体通过NaOH溶液,可除去乙烯中混有的SO2,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、根据测溶液pH的实验操作分析;
B、不能在容量瓶内进行溶解;
C、AlCl3在水中易水解,产生Al(OH)3和具有挥发性的HCl;
D、SO2能与NaOH溶液反应,乙烯不能;
6.(2019·江苏)下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A.Fe在稀硝酸中发生钝化
B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
【答案】C
【知识点】氯气的实验室制法;硝酸的化学性质;二氧化硫的性质;钠的化学性质
【解析】【解答】A、常温下,浓硝酸能使铁钝化,稀硝酸不能使铁钝化,A不符合题意;
B、实验室制取Cl2所用的试剂为MnO2和浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应,B不符合题意;
C、氨水过量,则SO2反应,反应生成(NH4)2SO3,C符合题意;
D、室温下,Na与空气中的O2反应生成Na2O,在加热条件下, 反应生成Na2O2,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、常温下,浓硝酸能使铁钝化;
B、根据实验室制取Cl2的原理分析;
C、氨水过量,则SO2少量,反应生成SO32-;
D、室温下, Na与O2反应生成Na2O;
7.(2019·江苏)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.室温下用稀NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH =ClO +Cl +H2O
B.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH = +H2↑
C.室温下用稀HNO3溶解铜:Cu+2 +2H+=Cu2++2NO2↑+H2O
D.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+
【答案】A
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A、Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,该反应的离子方程式为: Cl2+2OH =ClO +Cl +H2O,A符合题意;
B、Al与NaOH溶液反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,B不符合题意;
C、铜与稀硝酸反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,C不符合题意;
D、盐酸与Na2SiO3溶液反应的离子方程式为:SiO32-+2H+=H2SiO3↓,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O;
B、不满足电荷守恒;
C、左右两边电荷不守恒;
D、Na2SiO3是可溶性盐,在离子方程式中可以拆解成离子形式;
8.(2019·江苏)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有2个电子,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)> r(Z)> r(Y)> r(X)
B.由X、Y组成的化合物是离子化合物
C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
【答案】B
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、同一主族,电子层数越大,原子半径越大,同一周期,核电荷数越大,原子半径越小,因此四种原子的半径大小关系为:r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O),即r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X),A不符合题意;
B、由X、Y组成的化合物为MgO,属于离子化合物,B符合题意;
C、非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,由于非金属性S(W)>Si(Z),则最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4>H2SiO3,C不符合题意;
D、非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,由于非金属性X>W,则简单氢化物的稳定性,W的比X的弱,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】“ X是地壳中含量最多的元素 ”则X为O;“ Y原子的最外层有2个电子 ”则Y为Mg;“ Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料 ”则Z为Si;“ W与X位于同一主族 ”则W为S;据此结合元素周期表的性质递变规律分析选项。
9.(2019·江苏)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NaCl(aq) Cl2(g) FeCl2(s)
B.MgCl2(aq) Mg(OH)2(s) MgO (s)
C.S(s) SO3(g) H2SO4(aq)
D.N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)
【答案】B
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介;含氮物质的综合应用;含硫物质的性质及综合应用;镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A、电解NaCl溶液的过程中,阳极产生Cl2,Cl2与Fe反应生成FeCl3,第二步转化错误,A不符合题意;
B、石灰乳的主要成分是Ca(OH)2,与MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀,Mg(OH)2在加热的条件下发生分解反应,生成MgO,两步转化都正确,B符合题意;
C、S在O2中点燃,只能生成SO2,不能生成SO3,第一步转化错误,C不符合题意;
D、N2与H2反应生成NH3,NH3和CO2、NaCl溶液反应,生成NaHCO3,NaHCO3固体受热分解再生成Na2CO3,第二步转化错误,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、Cl2具有强氧化性,与可变价态的金属反应时,生成最高价态的金属氯化物;
B、石灰乳的主要成分是Ca(OH)2,难溶性氢氧化物在加热的条件下分解成相应的金属氧化物和水;
C、S在O2中点燃,只能生成SO2,不能生成SO3;
D、CO2与饱和氨盐水反应生成NaHCO3;
10.(2019·江苏)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe 3e =Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A、在该装置中,铁发生失电子的氧化反应,其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,A不符合题意;
B、铁腐蚀过程中,化学能部分转化为电能,部分转化为其他能量,B不符合题意;
C、活性炭的存在,形成了原电池,加快了铁的腐蚀速率,C符合题意;
D、铁腐蚀需要水和O2,将NaCl溶液改成水,铁也能发生吸氧腐蚀,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】该装置中,铁发生吸氧腐蚀,其中铁做负极,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+;碳做正极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-;据此结合选项进行分析。
二、不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。
11.(2019·江苏)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )
A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0
B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e =4OH
C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023
D.反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的ΔH可通过下式估算: ΔH=反应中形成新共价键的键能之和 反应中断裂旧共价键的键能之和
【答案】A
【知识点】化学电源新型电池;焓变和熵变
【解析】【解答】A、反应能自发进行,则要求ΔH-TΔS<0,由于该反应反应前后气体分子数变小,则ΔS<0,要使ΔH-TΔS<0,则要求ΔH<0,A符合题意;
B、在燃料电池中,燃料物质在负极发生失电子的氧化反应,故氢氧燃料电池的负极反应为:H2-2e-=2H+,或H2-2e-+2OH-=2H2O,B不符合题意;
C、未给出气体所处的状态,无法应用Vm=22.4L/mol进行计算,C不符合题意;
D、反应热ΔH=反应物的化学键的键能总和-生成物的化学键的键能总和,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、结合焓判据和熵判据分析反应是否能自发进行;
B、燃料电池中,燃料物质在负极发生失电子的氧化反应;
C、未给出气体所处的状态,无法应用气体摩尔体积进行计算;
D、根据反应热ΔH的计算分析;
12.(2019·江苏)化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X制得。
下列有关化合物X、Y的说法正确的是( )
A.1 mol X最多能与2 mol NaOH反应
B.Y与乙醇发生酯化反应可得到X
C.X、Y均能与酸性KMnO4溶液反应
D.室温下X、Y分别与足量Br2加成的产物分子中手性碳原子数目相等
【答案】C,D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;羧酸简介;水解反应;酯化反应
【解析】【解答】A、化合物X中能与NaOH溶液反应的官能团有羧基和酯基,其中酯基水解后产物含有羧基和酚羟基,都能与NaOH反应,因此1mol化合物X能与3molNaOH反应,A不符合题意;
B、酯化反应的原理是“酸脱羟基,醇脱氢”,则Y与乙醇发生酯化反应时,Y中的羧基脱去羟基,乙醇的羟基上脱去H原子,所得产物的结构与X不同,B不符合题意;
C、化合物X、Y中都含有碳碳双键,因此都能与KMnO4溶液反应,C符合题意;
D、化合物X与足量的Br2反应后所得产物的结构简式为,其中含有手性碳原子数为3,化合物Y与足量的Br2反应后所得产物的结构简式为:,其中含有手性碳原子数为3,D符合题意;
故答案为:CD
【分析】A、能与NaOH溶液反应的官能团有:卤素原子、羧基、酯基、酚羟基;
B、根据酯化反应的原理“酸脱羟基,醇脱氢”分析;
C、能与KMnO4溶液反应的官能团有:羟基、醛基、碳碳双键、碳碳三键;
D、若碳原子所连的四个原子或原子团不相同,则该碳原子为手性碳原子,结合加成产物的结构简式确定手性碳原子的个数;
13.(2019·江苏)室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色 X溶液中一定含有Fe2+
B 向浓度均为0.05 mol·L 1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成 Ksp(AgI)> Ksp(AgCl)
C 向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色 Br2的氧化性比I2的强
D 用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为 9,NaNO2溶液的pH约为8 HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;氯气的化学性质;氯、溴、碘及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A、检验Fe2+时,应先加KSCN溶液,排除溶液中可能存在的Fe3+的干扰,若加入KSCN溶液后无明显现象,再加新制氯水,溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+,A不符合题意;
B、产生的淡黄色沉淀为AgI沉淀,说明AgI比AgBr更难溶,因此Ksp(AgI)C、加入淀粉后,溶液显蓝色,说明Br2将溶液中的I-氧化成I2,因此Br2的氧化性强于I2的氧化性,C符合题意;
D、由于所用的CH3COONa溶液和NaNO2溶液的浓度未知,因此不能得出正确结论,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、检验Fe2+时,应先加KSCN溶液,再加新制氯水;
B、Ksp越小,沉淀越难溶,反应过程中越先形成沉淀;
C、淀粉遇碘变蓝色;
D、由等浓度盐溶液的pH值大小得出离子水解程度的大小,结合“越弱越水解”分析酸的强弱;
14.(2019·江苏)室温下,反应 +H2O H2CO3+OH 的平衡常数K=2.2×10 8。将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.2 mol·L 1氨水:c (NH3·H2O)>c( )> c (OH )> c (H+)
B.0.2 mol·L 1NH4HCO3溶液(pH>7):c ( )> c ( )> c (H2CO3)> c (NH3·H2O)
C.0.2 mol·L 1氨水和0.2 mol·L 1NH4HCO3溶液等体积混合:c( )+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c ( )+c( )
D.0.6 mol·L 1氨水和0.2 mol·L 1 NH4HCO3溶液等体积混合:c (NH3·H2O)+ c( )+ c(OH )= 0.3 mol·L 1+ c (H2CO3)+ c (H+)
【答案】B,D
【知识点】化学平衡常数;弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、氨水溶液显碱性,因此溶液中c(OH-)>c(H+),由于NH3·H2O是弱碱,在水中部分电离,因此溶液中c(NH3·H2O)>c(NH4+),由于溶液中存在H2O的电离,因此c(OH-)>c(NH4+),因此溶液中c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+),A不符合题意;
B、NH4HCO3溶液的pH>7,则溶液中HCO3-的水解程度大于NH4+的水解程度,因此溶液中c(NH4+)>c(HCO3-),c(H2CO3)>c(NH3·H2O),因此溶液中c(NH4+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(NH3·H2O),B符合题意;
C、两溶液等体积混合后,溶液中c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.2mol/L,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L,因此溶液中存在等式c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)],C不符合题意;
D、两溶液等体积混合后,溶液中c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.4mol/L,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L,可得物料守恒:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=4[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]···①
溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)···②
①-②得c(NH3·H2O)-c(H+)=2c(CO32-)+3c(HCO3-)+4c(H2CO3)-c(OH-)
等式两边都加上c(CO32-)得,c(NH3·H2O)+c(CO32-)-c(H+)=3c(CO32-)+3c(HCO3-)+4c(H2CO3)-c(OH-)
整理可得:c(NH3·H2O)+c(CO32-)-c(H+)=3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]+c(H2CO3)-c(OH-)
由于c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L
因此c(NH3·H2O)+c(CO32-)-c(H+)=0.3mol/L+c(H2CO3)-c(OH-)
移项可得:c(NH3·H2O)+c(CO32-)+c(OH-)=0.3mol/L+c(H2CO3)+c(H+),D符合题意;
故答案为:BD
【分析】A、氨水溶液中存在着H2O和NH3·H2O的电离,据此判断溶液中各微粒的浓度大小;
B、由溶液的pH确定溶液的酸碱性,从而确定溶液中NH4+和HCO3-的水解程度大小,进而判断溶液中微粒浓度大小关系;
C、结合物料守恒分析;
D、结合电荷守恒和物料守恒分析选项;
15.(2019·江苏)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是( )
A.反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380℃下,c起始(O2)=5.0×10 4 mol·L 1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
【答案】B,D
【知识点】反应热和焓变;化学平衡的调控
【解析】【解答】A、由图可知,当温度升高时,NO的平衡转化率逐渐减小,说明温度升高,平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应方向移动,故逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即该反应的ΔH<0,A不符合题意;
B、图中X点所示反应未达到平衡状态,延长反应时间,可使反应继续正向进行,NO的转化率增大,B符合题意;
C、图中Y点反应达到平衡状态,增加O2浓度,反应物浓度增大,正反应速率增大,平衡正向移动,NO的转化率增大,C不符合题意;
D、设c起始(NO)=a×10-4mol/L,则可得平衡三段式:
2NO(g)+ O2(g) 2NO2(g)
起始(×10-4mol/L) a 5.0 0
转化(×10-4mol/L) 0.5a 0.25a 0.5a
平衡(×10-4mol/L) 0.5a 5-0.25a 0.5a
该温度下,反应的平衡常数,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应;
B、图示X点反应未达到平衡状态,延长反应时间,可促使平衡继续正向进行;
C、结合浓度对平衡移动的影响分析;
D、根据三段式,结合平衡常数的表达式进行计算;
三、非 选 择 题
16.(2019·江苏)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH =2 +H2O
2NO2+2OH = + +H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为 的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl 和 ,其离子方程式为 。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是 。
【答案】(1)2NH3+2O2N2O+3H2ON2O+3H2O
(2)BC;NaNO3;NO
(3)3HClO+2NO+H2O=3Cl +2 +5H+;溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
【知识点】氮的固定;化学平衡的影响因素;含氮物质的综合应用
【解析】【解答】(1)NH3和O2在催化剂作用下反应生成N2O和H2O,该反应中,氮元素由-3价变为+1价,失去8个电子,O2由0价变为-2价,得到4个电子,根据得失电子守恒可得,NH3和N2O的系数为2和1,O2的系数为2;由H原子个数守恒,可得H2O的系数为3;故该反应的化学方程式为:;
(2)①A、加快通入尾气的速率,会使得尾气未参与反应就逸出,导致NO和NO2的去除率降低,A不符合题意;
B、采用气、液逆流的方式,可以增大尾气和NaOH溶液的接触,提高NO和NO2的去除率,B符合题意;
C、定期补充NaOH溶液,可以提高NO和NO2的去除率,C符合题意;
故答案为:BC;
②由上述发生的反应可知,晶体后所得的NaNO2晶体中含有的主要杂质为NaNO3;
由于NO2能与水反应生成NO,且NO难溶于水,不与水反应,因此吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物为NO;
(3)①由题干信息可知,反应过程中,HClO将NO氧化成NO3-,自身还原为Cl-;Cl元素由+1价变为-1,得到2个电子;N元素由+2价变为+5价,失去3个电子;结合得失电子守恒可得,HClO和Cl-的系数为3,NO和NO3-的系数为2;由电荷守恒可得,产物中含有H+,且其系数为5;结合H原子个数守恒可得,反应物中有H2O,且其系数为1;因此可得该反应的离子方程式为:3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+;
②溶液的pH值越小,则酸性越强,溶液中c(HClO)越大,HClO的氧化性越强,其氧化NO的能量越强,因此NaClO溶液的起始pH越小,NO的转化率越高;
【分析】(1)由题干信息确定反应物和生成物,结合得失电子守恒和原子守恒书写反应的化学方程式;
(2)①A、加快通入气体的速率,气体吸收率降低;
B、气、液逆流可增大接触;
C、定期补充NaOH溶液,有利于尾气的吸收;
②结合发生反应的离子方程式确定晶体中所含杂质;结合NO和NO2的性质分析;
(3)①由题干信息确定反应物和生成物,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写反应的离子方程式;
②溶液pH越小,则溶液中c(HClO)越大,氧化性越强;
17.(2019·江苏)化合物F是合成一种天然茋类化合物的重要中间体,其合成路线如下:
(1)A中含氧官能团的名称为 和 。
(2)A→B的反应类型为 。
(3)C→D的反应中有副产物X(分子式为C12H15O6Br)生成,写出X的结构简式: 。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。
(5)已知: (R表示烃基,R'和R"表示烃基或氢)
写出以 和CH3CH2CH2OH为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)(酚)羟基;羧基
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】(1)由有机物A的结构简式可知,A中含有的含氧官能团为羧基和羟基;
(2)反应物为和SOCl2,生成物为,因此该反应过程中,SOCl2中的Cl取代了A中-COOH中羟基的位置,故A→B的反应类型为取代反应;
(3)由反应物C和生成物D的结构简式可知,该反应的反应原理为:三乙胺(CH3OCH2Cl)中的原子团-CH2OCH3取代了酚羟基中H原子的位置;由于反应物C中含有两个酚羟基,结合X的分子式(C12H15O6Br)可知,副产物X是由反应物C和两分子三乙胺反应后所得产物,因此X的结构简式为:;
(4)能与FeCl3溶液发生显色反应,说明分子结构中含有酚羟基;碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:1,说明分子结构中含有酯基;含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:1,则该产物的结构简式为:;因此可得该同分异构体的结构简式为:;
(5)根据最终产物的结构简式和已知反应可得,合成该产物的有机物的结构简式为CH3CH2CHO和;CH3CH2CH2OH在铜和O2,加热的条件下,可转化为CH3CH2CHO; 在LiAlH4作用下可转化为;因此该合成路线的流程图为:、;
【分析】(1)根据A的结构简式分析A中所含的官能团;
(2)由反应物和生成物的结构特点,确定反应类型;
(3)由C→D的反应原理,结合副产物X的分子式,确定X的结构简式;
(4)根据限定条件确定有机物的基本结构单元,进而确定同分异构体的结构简式;
(5)根据最终产物的结构,结合已知反应,可确定合成该产物的有机物的结构简式为CH3CH2CHO和;因此合成路线设计过程中,主要是将转化为,将CH3CH2CH2OH转化为CH3CH2CHO;
18.(2019·江苏)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70
℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为 ;水解聚合反应会导致溶液的pH 。
(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000
g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000×10 2
mol·L 1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中 与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程) 。
【答案】(1)2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;减小
(2)偏大;n( )=5.000×10 2 mol·L 1×22.00 mL×10 3 L·mL 1=1.100×10 3 mol 由滴定时 →Cr3+和Fe2+→Fe3+,根据电子得失守恒可得微粒的关系式: ~6Fe2+ (或 +14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O) 则n(Fe2+)=6n( )=6×1.100×10 3 mol=6.600×10 3 mol 样品中铁元素的质量: m(Fe)=6.600×10 3 mol×56 g·mol 1=0.3696 g 样品中铁元素的质量分数:w(Fe)= ×100%=12.32%
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】(1)H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,该反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;水解聚合过程中,促进了Fe3+的水解,使得溶液中c(H+)增大,pH减小;
(2)①K2Cr2O7具有氧化性,能将Sn2+氧化成Sn4+,若不除去溶液中过量的Sn2+,则会导致滴定过程中消耗n(Cr2O72-)增大,从而使得计算出的样品中铁元素的质量偏大,最终测定结果偏大;
②滴定过程中发生反应的离子方程式为:Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O;滴定至终点时,消耗n(Cr2O72-)= 5.000×10 2 mol/L×22.00×10-3L=1.100×10-3mol;
由反应的离子方程式可得关系式:Cr2O72-~6Fe2+,
则可得样品中n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×10 3 mol=6.600×10 3 mol,
则3.000g样品中铁元素的质量m(Fe)=6.600×10 3 mol×56g/mol=0.3696g
故所得样品中铁元素的质量为:;
【分析】(1)H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,据此写出反应的离子方程式;水解聚合过程中使得溶液c(H+)增大;
(2)①Sn2+能被K2Cr2O7氧化;
②根据发生反应的离子方程式,结合滴定过程中消耗的n(Cr2O72-)计算样品中n(Fe2+),从而计算样品中铁元素的质量分数;
19.(2019·江苏)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)室温下,反应CaSO4(s)+ (aq) CaCO3(s)+ (aq)达到平衡,则溶液中= [Ksp(CaSO4)=4.8×10 5,Ksp(CaCO3)=3×10 9]。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为 ;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 ;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有 。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案: [已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。
【答案】(1)1.6×104
(2) +NH3·H2O= + +H2O(或 +NH3·H2O + +H2O);增加溶液中 的浓度,促进CaSO4的转化
(3)温度过高,(NH4)2CO3分解;加快搅拌速率
(4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的调控;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)反应达到平衡时,溶液中;
(2)氨水显碱性,将氨水与NH4HCO3溶液混合后,溶液中的HCO3-与NH3·H2O反应生成CO32-,该反应的离子方程式为:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-;向饱和(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水后,氨水可抑制CO32-水解成HCO3-,从而增大溶液中c(CO32-),促进CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀;
(3)铵盐不稳定,受热易分解,因此当温度过高时,(NH4)2CO3分解,导致CaSO4的转化率降低;实验过程中,除了改变温度、时间和反应物浓度外,还可通过加快搅拌速率,来提高CaSO4的转化率;
(4)水洗后的滤渣中含有杂质Al2O3、Fe2O3,欲制得纯净的CaCl2溶液,应先将滤渣溶于足量的稀盐酸中,过滤后,再向滤液中加入Ca(OH)2,调节溶液的pH在5~8.5的范围内,过滤,得到CaCl2溶液;
【分析】(1)根据Ksp(CaSO4)和Ksp(CaCO3)的表达式进行计算;
(2)氨水显碱性,能与HCO3-反应形成CO32-,据此写出反应的离子方程式;加入适量浓氨水,可促使溶液中HCO3-转化为CO32-;
(3)铵盐不稳定,受热易分解;搅拌可加快反应速率;
(4)水洗后的滤渣中含有杂质Al2O3、Fe2O3,欲制得纯净的CaCl2溶液,应结合题干所给Fe(OH)3和Al(OH)3完全沉淀的pH确定实验过程中需要控制的条件;
20.(2019·江苏)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
(1)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式: 。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是 。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO 的电极反应式: 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是 。
(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH
=41.2 kJ·mol 1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH
=﹣122.5 kJ·mol 1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:
CH3OCH3的选择性=×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。
【答案】(1)CaC2O4 CaCO3+CO↑;CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体,制得的CaO更加疏松多孔
(2)CO2+H++2e =HCOO 或CO2+ +2e =HCOO + ;阳极产生O2,pH减小, 浓度降低;K+部分迁移至阴极区
(3)反应Ⅰ的ΔH>0,反应Ⅱ的ΔH<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度;增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡的调控;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①加热过程中, 第一阶段固体质量的减小(由146g变为128g),主要发生CaC2O4·H2O的脱水反应,形成 CaC2O4固体;第二阶段固体质量的减小(由128g变为100g),CaC2O4热分解形成CaCO3和CO,该反应的化学方程式为:CaC2O4 CaCO3+CO↑;
②CaC2O4·H2O热分解过程中产生大量气体,可使得制得的CaO更加疏松多孔,相对表面积较大,与CO2反应过程中,接触面积更大,更有利于补集CO2;
(2)①CO2在阴极上得电子形成HCOO-,过程中碳元素由+4价变为+2价,得到两个电子,由于所用溶液为KHCO3溶液,因此HCO3-会参与反应,故阴极的电极反应式为:CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-;
②电解过程中,阳极的电极反应式为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,电解一段时间后,溶液中c(OH-)减小,c(H+)增大,使得阳极区c(HCO3-)减小,K+部分移向阴极区,最终导致阳极区c(KHCO3)减小;
(3)①反应Ⅰ的ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,使CO2转化为CO的平衡转化率上升;反应Ⅱ的ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降;且上升幅度超过下降幅度,因此CO2的平衡转化率随温度的升高而上升;
②要提高CH3OCH3的选择性,则因使反应Ⅱ正向进行的程度增大,故可选用对反应Ⅱ催化活性更强的催化剂;同时由于该反应,反应前后,气体分子数减小,则可通过增大压强的方式,使得反应Ⅱ的平衡正向移动;
【分析】(1)①根据加热过程中固体质量的变化确定发生反应的化学方程式;
②CaC2O4·H2O热分解过程中产生大量气体,可使得制得的CaO更加疏松多孔;
(2)①阴极上CO2发生得电子的还原反应,生成HCOO-,结合电荷守恒书写电极反应式;
②结合阳极的电极反应式进行分析;
(3)①结合温度对平衡移动的影响分析;
②提高CH3OCH3的选择性,则可改变压强促使反应Ⅱ正向进行,或者选用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂;
四、选做题(本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。)
21.(2019·江苏)
A.[物质结构与性质]
Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu O。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为 。
(2) 的空间构型为 (用文字描述);Cu2+与OH 反应能生成[Cu(OH)4]2 ,[Cu(OH)4]2 中的配位原子为 (填元素符号)。
(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为 ;推测抗坏血酸在水中的溶解性: (填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(4)一个Cu2O晶胞(见图2)中,Cu原子的数目为 。
【答案】(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
(2)正四面体;O
(3)sp3、sp2;易溶于水
(4)4
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Cu的基态核外电子排布式为1s22s22p23s23p23d104s1,形成Cu2+时,失去2个电子,即失去4s和3d能级上各自一个电子,因此Cu2+的基态电子排布式为:1s22s22p23s23p23d9;
(2)SO42-的中心原子为S,四个氧原子在周围,此时为正四面体;根据配位键理论,此时铜离子提供空轨道,OH-中的氧原子提供孤对电子,因此氧原子为配位原子;
(3)由抗坏血酸的分子结构可知,结构中,碳原子以双键和单键的形式存在,形成双键的碳原子为sp2杂化,形成单键的碳原子为sp3杂化;由于抗坏血酸分子结构中含有-COOH、-OH;且含有多个氧原子,可以和水形成氢键,氢键可增大物质在水中的溶解性,因此抗坏血酸易溶于水;
(4)根据Cu2O的原子个数比可知,铜原子和氧原子的个数比为2:1,根据晶胞中的白球和黑球的个数,可以知道白球有2个,黑球有4个,因此黑球代表的是铜原子。
【分析】(1)根据Cu的核外电子排布式确定Cu2+的核外电子排布式,注意Cu的3d和4s分别为全充满和半充满状态时,更稳定;
(2)要解决空间构型有一些技巧,当为XY4型为正四面体,XY3型若无孤对电子则为平面三角形,若有孤对电子则为三角锥,当为XY2型若无孤对电子则为直线型,有孤对电子则为V型,当为XY型则为直线型;形成配合物时,提供孤对电子的为配位原子;
(3)根据抗坏血酸中碳原子的成键情况,确定其轨道杂化类型;分子结构中含有多个氧原子,可形成氢键,氢键可增大物质在水中的溶解度;
(4)根据晶胞的化学式,结合原子个数比分析;
22.(2019·江苏)B.[实验化学]
丙炔酸甲酯( CH≡C-COOCH3 )是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。
步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。
步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。
(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是 。
(2)步骤2中,上图所示的装置中仪器A的名称是 ;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是 。
(3)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是 ;分离出有机相的操作名称为 。
(4)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是 。
【答案】(1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率
(2)(直形)冷凝管;防止暴沸
(3)丙炔酸;分液
(4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高
【知识点】有机溶剂;化学实验安全及事故处理;蒸馏与分馏;实验装置综合
【解析】【解答】(1)过量的甲醇可以作为溶剂;同时由于酯化反应为可逆反应,故反应物甲醇过量,可促使另一反应物丙炔酸完全反应,因此过量的甲醇还可以提高丙炔酸的转化率;
(2)图示仪器A为直形冷凝管;反应过程中,溶液沸腾,因此需要在蒸馏烧瓶中加入碎瓷片,以防止液体爆沸;
(3)反应后所得的混合物中含有甲醇、丙炔酸和丙炔酸甲酯,其中丙炔酸能与Na2CO3反应,故用5%Na2CO3溶液洗涤的目的是除去丙炔酸;由于丙炔酸甲酯与Na2CO3溶液不互溶,故分离出有机相的操作应为分液;
(4)由于丙炔酸甲酯的沸点为103~105℃,而沸水的温度仅为100℃,达不到丙炔酸甲酯的沸点,因此蒸馏过程中,不能用水浴加热;
【分析】(1)酯化反应为可逆反应,结合平衡移动分析;
(2)根据图示仪器确定名称;加入碎瓷片的目的是防止爆沸;
(3)丙炔酸能与Na2CO3溶液反应;丙炔酸甲酯与Na2CO3溶液不互溶;
(4)结合丙炔酸甲酯的沸点分析;
1 / 12019年高考化学真题试卷(江苏卷)
一、单选题
1.(2019·江苏)糖类是人体所需的重要营养物质。淀粉分子中不含的元素是( )
A.氢 B.碳 C.氮 D.氧
2.(2019·江苏)反应NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为18的氯原子:
B.N2的结构式:N=N
C.Na+的结构示意图:
D.H2O的电子式:
3.(2019·江苏)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈
C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝
4.(2019·江苏)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L 1NaOH溶液:Na+、K+、 、
B.0.1 mol·L 1FeCl2溶液:K+、Mg2+、 、
C.0.1 mol·L 1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl 、OH
D.0.1 mol·L 1H2SO4溶液:K+、 、 、
5.(2019·江苏)下列实验操作能达到实验目的的是( )
A.用经水湿润的pH试纸测量溶液的pH
B.将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L 1NaOH溶液
C.用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体
D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2
6.(2019·江苏)下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A.Fe在稀硝酸中发生钝化
B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
7.(2019·江苏)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.室温下用稀NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH =ClO +Cl +H2O
B.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH = +H2↑
C.室温下用稀HNO3溶解铜:Cu+2 +2H+=Cu2++2NO2↑+H2O
D.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+
8.(2019·江苏)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有2个电子,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)> r(Z)> r(Y)> r(X)
B.由X、Y组成的化合物是离子化合物
C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
9.(2019·江苏)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NaCl(aq) Cl2(g) FeCl2(s)
B.MgCl2(aq) Mg(OH)2(s) MgO (s)
C.S(s) SO3(g) H2SO4(aq)
D.N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)
10.(2019·江苏)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe 3e =Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
二、不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。
11.(2019·江苏)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )
A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0
B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e =4OH
C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023
D.反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的ΔH可通过下式估算: ΔH=反应中形成新共价键的键能之和 反应中断裂旧共价键的键能之和
12.(2019·江苏)化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X制得。
下列有关化合物X、Y的说法正确的是( )
A.1 mol X最多能与2 mol NaOH反应
B.Y与乙醇发生酯化反应可得到X
C.X、Y均能与酸性KMnO4溶液反应
D.室温下X、Y分别与足量Br2加成的产物分子中手性碳原子数目相等
13.(2019·江苏)室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色 X溶液中一定含有Fe2+
B 向浓度均为0.05 mol·L 1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成 Ksp(AgI)> Ksp(AgCl)
C 向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色 Br2的氧化性比I2的强
D 用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为 9,NaNO2溶液的pH约为8 HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强
A.A B.B C.C D.D
14.(2019·江苏)室温下,反应 +H2O H2CO3+OH 的平衡常数K=2.2×10 8。将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.2 mol·L 1氨水:c (NH3·H2O)>c( )> c (OH )> c (H+)
B.0.2 mol·L 1NH4HCO3溶液(pH>7):c ( )> c ( )> c (H2CO3)> c (NH3·H2O)
C.0.2 mol·L 1氨水和0.2 mol·L 1NH4HCO3溶液等体积混合:c( )+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c ( )+c( )
D.0.6 mol·L 1氨水和0.2 mol·L 1 NH4HCO3溶液等体积混合:c (NH3·H2O)+ c( )+ c(OH )= 0.3 mol·L 1+ c (H2CO3)+ c (H+)
15.(2019·江苏)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是( )
A.反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380℃下,c起始(O2)=5.0×10 4 mol·L 1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
三、非 选 择 题
16.(2019·江苏)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH =2 +H2O
2NO2+2OH = + +H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为 的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl 和 ,其离子方程式为 。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是 。
17.(2019·江苏)化合物F是合成一种天然茋类化合物的重要中间体,其合成路线如下:
(1)A中含氧官能团的名称为 和 。
(2)A→B的反应类型为 。
(3)C→D的反应中有副产物X(分子式为C12H15O6Br)生成,写出X的结构简式: 。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。
(5)已知: (R表示烃基,R'和R"表示烃基或氢)
写出以 和CH3CH2CH2OH为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
18.(2019·江苏)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70
℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为 ;水解聚合反应会导致溶液的pH 。
(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000
g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000×10 2
mol·L 1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中 与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程) 。
19.(2019·江苏)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)室温下,反应CaSO4(s)+ (aq) CaCO3(s)+ (aq)达到平衡,则溶液中= [Ksp(CaSO4)=4.8×10 5,Ksp(CaCO3)=3×10 9]。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为 ;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 ;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有 。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案: [已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。
20.(2019·江苏)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
(1)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式: 。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是 。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO 的电极反应式: 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是 。
(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH
=41.2 kJ·mol 1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH
=﹣122.5 kJ·mol 1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:
CH3OCH3的选择性=×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。
四、选做题(本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。)
21.(2019·江苏)
A.[物质结构与性质]
Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu O。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为 。
(2) 的空间构型为 (用文字描述);Cu2+与OH 反应能生成[Cu(OH)4]2 ,[Cu(OH)4]2 中的配位原子为 (填元素符号)。
(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为 ;推测抗坏血酸在水中的溶解性: (填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(4)一个Cu2O晶胞(见图2)中,Cu原子的数目为 。
22.(2019·江苏)B.[实验化学]
丙炔酸甲酯( CH≡C-COOCH3 )是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。
步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。
步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。
(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是 。
(2)步骤2中,上图所示的装置中仪器A的名称是 ;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是 。
(3)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是 ;分离出有机相的操作名称为 。
(4)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】多糖的性质和用途
【解析】【解答】淀粉的化学式为(C6H10O5)n,故淀粉中含有碳元素、氢元素和氧元素,不含有氮元素,C符合题意;
故答案为:C
【分析】根据淀粉的化学式确定淀粉中所含和不含的元素。
2.【答案】D
【知识点】原子中的数量关系;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、中子数为18的氯原子,其质量数=质子数+中子数=17+18=35,因此该原子的表示方法为:,A不符合题意;
B、N2的结构式为N≡N,B不符合题意;
C、Na的最外层电子数为11,失去一个电子后形成Na+,其离子结构示意图为,C不符合题意;
D、H2O中存在两个氢氧共价键,其电子式为,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、标在元素符号左上角的数字表示的是质量数,质量数=质子数+中子数;
B、N2分子中存在N≡N;
C、Na+是在Na原子的基础上失去最外层一个电子形成的;
D、H2O中存在着氢氧共价键;
3.【答案】B
【知识点】镁、铝的重要化合物;化肥、农药及其合理利用;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A、NH4HCO3中含有氮元素,可作氮肥,做氮肥与其受热易分解的性质无关,A不符合题意;
B、铁锈的主要成分是Fe2O3,属于金属氧化物,金属氧化物能与酸反应,二者具有对应关系,B符合题意;
C、SO2漂白纸浆的过程,是与纸浆中的有色物质发生化合反应形成无色物质,过程中没有涉及氧化还原反应,不体现SO2的氧化性,该过程体现了SO2的漂白性,C不符合题意;
D、Al2O3具有两性,既能与强酸溶液反应,也能与强碱溶液反应,该性质与电解冶炼铝的用途无关,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、受热易分解与做化肥无关;
B、金属氧化物能与酸反应;
C、SO2漂白纸浆体现了SO2的漂白性;
D、Al2O3具有两性,既能与强酸溶液反应,也能与强碱溶液反应;
4.【答案】A
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A、溶液中各离子相互间不形成难溶物(或微溶物)、不形成弱电解质、不形成易挥发性物质、不发生络合反应和氧化还原反应,可大量共存,A符合题意;
B、溶液中的MnO4-具有氧化性,Fe2+具有还原性,二者可发生氧化还原反应,不可大量共存,B不符合题意;
C、溶液中的Ba2+能与CO32-形成BaCO3沉淀,不可大量共存,C不符合题意;
D、溶液中NO3-在酸性条件下具有氧化性,能将HSO3-氧化成SO42-,同时H+能与HSO3-反应生成SO2和H2O,不可大量共存,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、溶液中各离子相互间不发生反应;
B、MnO4-具有氧化性,可将Fe2+氧化;
C、Ba2+能与CO32-形成BaCO3沉淀;
D、H+能与HSO3-反应形成SO2和H2O,NO3-在酸性条件下具有氧化性;
5.【答案】D
【知识点】溶液酸碱性的判断及相关计算;二氧化硫的性质;蒸发和结晶、重结晶;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A、测溶液的pH值时,应用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,显色后与标准比色卡对照,得出溶液的pH值;若pH试纸润湿,则相当于对溶液进行了稀释操作,对于酸性溶液,会使得结果偏大,对于碱性溶液,会的结果偏小,对于中性溶液,则无影响,A不符合题意;
B、配制一定物质的量浓度的溶液时,应先将固体在烧杯中溶解,恢复至室温后,再转移到容量瓶中,不可在容量瓶内进行溶解操作,B不符合题意;
C、AlCl3在水中易水解,产生Al(OH)3和具有挥发性的HCl,直接加热蒸发AlCl3溶液,最终得到的是Al(OH)3,欲得到AlCl3晶体,应在HCl气流中加热蒸发,以抑制AlCl3的水解,C不符合题意;
D、SO2能与NaOH溶液反应,乙烯不能,故将混合气体通过NaOH溶液,可除去乙烯中混有的SO2,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、根据测溶液pH的实验操作分析;
B、不能在容量瓶内进行溶解;
C、AlCl3在水中易水解,产生Al(OH)3和具有挥发性的HCl;
D、SO2能与NaOH溶液反应,乙烯不能;
6.【答案】C
【知识点】氯气的实验室制法;硝酸的化学性质;二氧化硫的性质;钠的化学性质
【解析】【解答】A、常温下,浓硝酸能使铁钝化,稀硝酸不能使铁钝化,A不符合题意;
B、实验室制取Cl2所用的试剂为MnO2和浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应,B不符合题意;
C、氨水过量,则SO2反应,反应生成(NH4)2SO3,C符合题意;
D、室温下,Na与空气中的O2反应生成Na2O,在加热条件下, 反应生成Na2O2,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、常温下,浓硝酸能使铁钝化;
B、根据实验室制取Cl2的原理分析;
C、氨水过量,则SO2少量,反应生成SO32-;
D、室温下, Na与O2反应生成Na2O;
7.【答案】A
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A、Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,该反应的离子方程式为: Cl2+2OH =ClO +Cl +H2O,A符合题意;
B、Al与NaOH溶液反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,B不符合题意;
C、铜与稀硝酸反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,C不符合题意;
D、盐酸与Na2SiO3溶液反应的离子方程式为:SiO32-+2H+=H2SiO3↓,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O;
B、不满足电荷守恒;
C、左右两边电荷不守恒;
D、Na2SiO3是可溶性盐,在离子方程式中可以拆解成离子形式;
8.【答案】B
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、同一主族,电子层数越大,原子半径越大,同一周期,核电荷数越大,原子半径越小,因此四种原子的半径大小关系为:r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O),即r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X),A不符合题意;
B、由X、Y组成的化合物为MgO,属于离子化合物,B符合题意;
C、非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,由于非金属性S(W)>Si(Z),则最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4>H2SiO3,C不符合题意;
D、非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,由于非金属性X>W,则简单氢化物的稳定性,W的比X的弱,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】“ X是地壳中含量最多的元素 ”则X为O;“ Y原子的最外层有2个电子 ”则Y为Mg;“ Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料 ”则Z为Si;“ W与X位于同一主族 ”则W为S;据此结合元素周期表的性质递变规律分析选项。
9.【答案】B
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介;含氮物质的综合应用;含硫物质的性质及综合应用;镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A、电解NaCl溶液的过程中,阳极产生Cl2,Cl2与Fe反应生成FeCl3,第二步转化错误,A不符合题意;
B、石灰乳的主要成分是Ca(OH)2,与MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀,Mg(OH)2在加热的条件下发生分解反应,生成MgO,两步转化都正确,B符合题意;
C、S在O2中点燃,只能生成SO2,不能生成SO3,第一步转化错误,C不符合题意;
D、N2与H2反应生成NH3,NH3和CO2、NaCl溶液反应,生成NaHCO3,NaHCO3固体受热分解再生成Na2CO3,第二步转化错误,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、Cl2具有强氧化性,与可变价态的金属反应时,生成最高价态的金属氯化物;
B、石灰乳的主要成分是Ca(OH)2,难溶性氢氧化物在加热的条件下分解成相应的金属氧化物和水;
C、S在O2中点燃,只能生成SO2,不能生成SO3;
D、CO2与饱和氨盐水反应生成NaHCO3;
10.【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A、在该装置中,铁发生失电子的氧化反应,其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,A不符合题意;
B、铁腐蚀过程中,化学能部分转化为电能,部分转化为其他能量,B不符合题意;
C、活性炭的存在,形成了原电池,加快了铁的腐蚀速率,C符合题意;
D、铁腐蚀需要水和O2,将NaCl溶液改成水,铁也能发生吸氧腐蚀,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】该装置中,铁发生吸氧腐蚀,其中铁做负极,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+;碳做正极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-;据此结合选项进行分析。
11.【答案】A
【知识点】化学电源新型电池;焓变和熵变
【解析】【解答】A、反应能自发进行,则要求ΔH-TΔS<0,由于该反应反应前后气体分子数变小,则ΔS<0,要使ΔH-TΔS<0,则要求ΔH<0,A符合题意;
B、在燃料电池中,燃料物质在负极发生失电子的氧化反应,故氢氧燃料电池的负极反应为:H2-2e-=2H+,或H2-2e-+2OH-=2H2O,B不符合题意;
C、未给出气体所处的状态,无法应用Vm=22.4L/mol进行计算,C不符合题意;
D、反应热ΔH=反应物的化学键的键能总和-生成物的化学键的键能总和,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、结合焓判据和熵判据分析反应是否能自发进行;
B、燃料电池中,燃料物质在负极发生失电子的氧化反应;
C、未给出气体所处的状态,无法应用气体摩尔体积进行计算;
D、根据反应热ΔH的计算分析;
12.【答案】C,D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;羧酸简介;水解反应;酯化反应
【解析】【解答】A、化合物X中能与NaOH溶液反应的官能团有羧基和酯基,其中酯基水解后产物含有羧基和酚羟基,都能与NaOH反应,因此1mol化合物X能与3molNaOH反应,A不符合题意;
B、酯化反应的原理是“酸脱羟基,醇脱氢”,则Y与乙醇发生酯化反应时,Y中的羧基脱去羟基,乙醇的羟基上脱去H原子,所得产物的结构与X不同,B不符合题意;
C、化合物X、Y中都含有碳碳双键,因此都能与KMnO4溶液反应,C符合题意;
D、化合物X与足量的Br2反应后所得产物的结构简式为,其中含有手性碳原子数为3,化合物Y与足量的Br2反应后所得产物的结构简式为:,其中含有手性碳原子数为3,D符合题意;
故答案为:CD
【分析】A、能与NaOH溶液反应的官能团有:卤素原子、羧基、酯基、酚羟基;
B、根据酯化反应的原理“酸脱羟基,醇脱氢”分析;
C、能与KMnO4溶液反应的官能团有:羟基、醛基、碳碳双键、碳碳三键;
D、若碳原子所连的四个原子或原子团不相同,则该碳原子为手性碳原子,结合加成产物的结构简式确定手性碳原子的个数;
13.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;氯气的化学性质;氯、溴、碘及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A、检验Fe2+时,应先加KSCN溶液,排除溶液中可能存在的Fe3+的干扰,若加入KSCN溶液后无明显现象,再加新制氯水,溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+,A不符合题意;
B、产生的淡黄色沉淀为AgI沉淀,说明AgI比AgBr更难溶,因此Ksp(AgI)C、加入淀粉后,溶液显蓝色,说明Br2将溶液中的I-氧化成I2,因此Br2的氧化性强于I2的氧化性,C符合题意;
D、由于所用的CH3COONa溶液和NaNO2溶液的浓度未知,因此不能得出正确结论,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、检验Fe2+时,应先加KSCN溶液,再加新制氯水;
B、Ksp越小,沉淀越难溶,反应过程中越先形成沉淀;
C、淀粉遇碘变蓝色;
D、由等浓度盐溶液的pH值大小得出离子水解程度的大小,结合“越弱越水解”分析酸的强弱;
14.【答案】B,D
【知识点】化学平衡常数;弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、氨水溶液显碱性,因此溶液中c(OH-)>c(H+),由于NH3·H2O是弱碱,在水中部分电离,因此溶液中c(NH3·H2O)>c(NH4+),由于溶液中存在H2O的电离,因此c(OH-)>c(NH4+),因此溶液中c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+),A不符合题意;
B、NH4HCO3溶液的pH>7,则溶液中HCO3-的水解程度大于NH4+的水解程度,因此溶液中c(NH4+)>c(HCO3-),c(H2CO3)>c(NH3·H2O),因此溶液中c(NH4+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(NH3·H2O),B符合题意;
C、两溶液等体积混合后,溶液中c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.2mol/L,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L,因此溶液中存在等式c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)],C不符合题意;
D、两溶液等体积混合后,溶液中c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.4mol/L,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L,可得物料守恒:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=4[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]···①
溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)···②
①-②得c(NH3·H2O)-c(H+)=2c(CO32-)+3c(HCO3-)+4c(H2CO3)-c(OH-)
等式两边都加上c(CO32-)得,c(NH3·H2O)+c(CO32-)-c(H+)=3c(CO32-)+3c(HCO3-)+4c(H2CO3)-c(OH-)
整理可得:c(NH3·H2O)+c(CO32-)-c(H+)=3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]+c(H2CO3)-c(OH-)
由于c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L
因此c(NH3·H2O)+c(CO32-)-c(H+)=0.3mol/L+c(H2CO3)-c(OH-)
移项可得:c(NH3·H2O)+c(CO32-)+c(OH-)=0.3mol/L+c(H2CO3)+c(H+),D符合题意;
故答案为:BD
【分析】A、氨水溶液中存在着H2O和NH3·H2O的电离,据此判断溶液中各微粒的浓度大小;
B、由溶液的pH确定溶液的酸碱性,从而确定溶液中NH4+和HCO3-的水解程度大小,进而判断溶液中微粒浓度大小关系;
C、结合物料守恒分析;
D、结合电荷守恒和物料守恒分析选项;
15.【答案】B,D
【知识点】反应热和焓变;化学平衡的调控
【解析】【解答】A、由图可知,当温度升高时,NO的平衡转化率逐渐减小,说明温度升高,平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应方向移动,故逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即该反应的ΔH<0,A不符合题意;
B、图中X点所示反应未达到平衡状态,延长反应时间,可使反应继续正向进行,NO的转化率增大,B符合题意;
C、图中Y点反应达到平衡状态,增加O2浓度,反应物浓度增大,正反应速率增大,平衡正向移动,NO的转化率增大,C不符合题意;
D、设c起始(NO)=a×10-4mol/L,则可得平衡三段式:
2NO(g)+ O2(g) 2NO2(g)
起始(×10-4mol/L) a 5.0 0
转化(×10-4mol/L) 0.5a 0.25a 0.5a
平衡(×10-4mol/L) 0.5a 5-0.25a 0.5a
该温度下,反应的平衡常数,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应;
B、图示X点反应未达到平衡状态,延长反应时间,可促使平衡继续正向进行;
C、结合浓度对平衡移动的影响分析;
D、根据三段式,结合平衡常数的表达式进行计算;
16.【答案】(1)2NH3+2O2N2O+3H2ON2O+3H2O
(2)BC;NaNO3;NO
(3)3HClO+2NO+H2O=3Cl +2 +5H+;溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
【知识点】氮的固定;化学平衡的影响因素;含氮物质的综合应用
【解析】【解答】(1)NH3和O2在催化剂作用下反应生成N2O和H2O,该反应中,氮元素由-3价变为+1价,失去8个电子,O2由0价变为-2价,得到4个电子,根据得失电子守恒可得,NH3和N2O的系数为2和1,O2的系数为2;由H原子个数守恒,可得H2O的系数为3;故该反应的化学方程式为:;
(2)①A、加快通入尾气的速率,会使得尾气未参与反应就逸出,导致NO和NO2的去除率降低,A不符合题意;
B、采用气、液逆流的方式,可以增大尾气和NaOH溶液的接触,提高NO和NO2的去除率,B符合题意;
C、定期补充NaOH溶液,可以提高NO和NO2的去除率,C符合题意;
故答案为:BC;
②由上述发生的反应可知,晶体后所得的NaNO2晶体中含有的主要杂质为NaNO3;
由于NO2能与水反应生成NO,且NO难溶于水,不与水反应,因此吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物为NO;
(3)①由题干信息可知,反应过程中,HClO将NO氧化成NO3-,自身还原为Cl-;Cl元素由+1价变为-1,得到2个电子;N元素由+2价变为+5价,失去3个电子;结合得失电子守恒可得,HClO和Cl-的系数为3,NO和NO3-的系数为2;由电荷守恒可得,产物中含有H+,且其系数为5;结合H原子个数守恒可得,反应物中有H2O,且其系数为1;因此可得该反应的离子方程式为:3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+;
②溶液的pH值越小,则酸性越强,溶液中c(HClO)越大,HClO的氧化性越强,其氧化NO的能量越强,因此NaClO溶液的起始pH越小,NO的转化率越高;
【分析】(1)由题干信息确定反应物和生成物,结合得失电子守恒和原子守恒书写反应的化学方程式;
(2)①A、加快通入气体的速率,气体吸收率降低;
B、气、液逆流可增大接触;
C、定期补充NaOH溶液,有利于尾气的吸收;
②结合发生反应的离子方程式确定晶体中所含杂质;结合NO和NO2的性质分析;
(3)①由题干信息确定反应物和生成物,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写反应的离子方程式;
②溶液pH越小,则溶液中c(HClO)越大,氧化性越强;
17.【答案】(1)(酚)羟基;羧基
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】(1)由有机物A的结构简式可知,A中含有的含氧官能团为羧基和羟基;
(2)反应物为和SOCl2,生成物为,因此该反应过程中,SOCl2中的Cl取代了A中-COOH中羟基的位置,故A→B的反应类型为取代反应;
(3)由反应物C和生成物D的结构简式可知,该反应的反应原理为:三乙胺(CH3OCH2Cl)中的原子团-CH2OCH3取代了酚羟基中H原子的位置;由于反应物C中含有两个酚羟基,结合X的分子式(C12H15O6Br)可知,副产物X是由反应物C和两分子三乙胺反应后所得产物,因此X的结构简式为:;
(4)能与FeCl3溶液发生显色反应,说明分子结构中含有酚羟基;碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:1,说明分子结构中含有酯基;含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:1,则该产物的结构简式为:;因此可得该同分异构体的结构简式为:;
(5)根据最终产物的结构简式和已知反应可得,合成该产物的有机物的结构简式为CH3CH2CHO和;CH3CH2CH2OH在铜和O2,加热的条件下,可转化为CH3CH2CHO; 在LiAlH4作用下可转化为;因此该合成路线的流程图为:、;
【分析】(1)根据A的结构简式分析A中所含的官能团;
(2)由反应物和生成物的结构特点,确定反应类型;
(3)由C→D的反应原理,结合副产物X的分子式,确定X的结构简式;
(4)根据限定条件确定有机物的基本结构单元,进而确定同分异构体的结构简式;
(5)根据最终产物的结构,结合已知反应,可确定合成该产物的有机物的结构简式为CH3CH2CHO和;因此合成路线设计过程中,主要是将转化为,将CH3CH2CH2OH转化为CH3CH2CHO;
18.【答案】(1)2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;减小
(2)偏大;n( )=5.000×10 2 mol·L 1×22.00 mL×10 3 L·mL 1=1.100×10 3 mol 由滴定时 →Cr3+和Fe2+→Fe3+,根据电子得失守恒可得微粒的关系式: ~6Fe2+ (或 +14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O) 则n(Fe2+)=6n( )=6×1.100×10 3 mol=6.600×10 3 mol 样品中铁元素的质量: m(Fe)=6.600×10 3 mol×56 g·mol 1=0.3696 g 样品中铁元素的质量分数:w(Fe)= ×100%=12.32%
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】(1)H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,该反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;水解聚合过程中,促进了Fe3+的水解,使得溶液中c(H+)增大,pH减小;
(2)①K2Cr2O7具有氧化性,能将Sn2+氧化成Sn4+,若不除去溶液中过量的Sn2+,则会导致滴定过程中消耗n(Cr2O72-)增大,从而使得计算出的样品中铁元素的质量偏大,最终测定结果偏大;
②滴定过程中发生反应的离子方程式为:Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O;滴定至终点时,消耗n(Cr2O72-)= 5.000×10 2 mol/L×22.00×10-3L=1.100×10-3mol;
由反应的离子方程式可得关系式:Cr2O72-~6Fe2+,
则可得样品中n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×10 3 mol=6.600×10 3 mol,
则3.000g样品中铁元素的质量m(Fe)=6.600×10 3 mol×56g/mol=0.3696g
故所得样品中铁元素的质量为:;
【分析】(1)H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,据此写出反应的离子方程式;水解聚合过程中使得溶液c(H+)增大;
(2)①Sn2+能被K2Cr2O7氧化;
②根据发生反应的离子方程式,结合滴定过程中消耗的n(Cr2O72-)计算样品中n(Fe2+),从而计算样品中铁元素的质量分数;
19.【答案】(1)1.6×104
(2) +NH3·H2O= + +H2O(或 +NH3·H2O + +H2O);增加溶液中 的浓度,促进CaSO4的转化
(3)温度过高,(NH4)2CO3分解;加快搅拌速率
(4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的调控;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)反应达到平衡时,溶液中;
(2)氨水显碱性,将氨水与NH4HCO3溶液混合后,溶液中的HCO3-与NH3·H2O反应生成CO32-,该反应的离子方程式为:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-;向饱和(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水后,氨水可抑制CO32-水解成HCO3-,从而增大溶液中c(CO32-),促进CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀;
(3)铵盐不稳定,受热易分解,因此当温度过高时,(NH4)2CO3分解,导致CaSO4的转化率降低;实验过程中,除了改变温度、时间和反应物浓度外,还可通过加快搅拌速率,来提高CaSO4的转化率;
(4)水洗后的滤渣中含有杂质Al2O3、Fe2O3,欲制得纯净的CaCl2溶液,应先将滤渣溶于足量的稀盐酸中,过滤后,再向滤液中加入Ca(OH)2,调节溶液的pH在5~8.5的范围内,过滤,得到CaCl2溶液;
【分析】(1)根据Ksp(CaSO4)和Ksp(CaCO3)的表达式进行计算;
(2)氨水显碱性,能与HCO3-反应形成CO32-,据此写出反应的离子方程式;加入适量浓氨水,可促使溶液中HCO3-转化为CO32-;
(3)铵盐不稳定,受热易分解;搅拌可加快反应速率;
(4)水洗后的滤渣中含有杂质Al2O3、Fe2O3,欲制得纯净的CaCl2溶液,应结合题干所给Fe(OH)3和Al(OH)3完全沉淀的pH确定实验过程中需要控制的条件;
20.【答案】(1)CaC2O4 CaCO3+CO↑;CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体,制得的CaO更加疏松多孔
(2)CO2+H++2e =HCOO 或CO2+ +2e =HCOO + ;阳极产生O2,pH减小, 浓度降低;K+部分迁移至阴极区
(3)反应Ⅰ的ΔH>0,反应Ⅱ的ΔH<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度;增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡的调控;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①加热过程中, 第一阶段固体质量的减小(由146g变为128g),主要发生CaC2O4·H2O的脱水反应,形成 CaC2O4固体;第二阶段固体质量的减小(由128g变为100g),CaC2O4热分解形成CaCO3和CO,该反应的化学方程式为:CaC2O4 CaCO3+CO↑;
②CaC2O4·H2O热分解过程中产生大量气体,可使得制得的CaO更加疏松多孔,相对表面积较大,与CO2反应过程中,接触面积更大,更有利于补集CO2;
(2)①CO2在阴极上得电子形成HCOO-,过程中碳元素由+4价变为+2价,得到两个电子,由于所用溶液为KHCO3溶液,因此HCO3-会参与反应,故阴极的电极反应式为:CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-;
②电解过程中,阳极的电极反应式为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,电解一段时间后,溶液中c(OH-)减小,c(H+)增大,使得阳极区c(HCO3-)减小,K+部分移向阴极区,最终导致阳极区c(KHCO3)减小;
(3)①反应Ⅰ的ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,使CO2转化为CO的平衡转化率上升;反应Ⅱ的ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降;且上升幅度超过下降幅度,因此CO2的平衡转化率随温度的升高而上升;
②要提高CH3OCH3的选择性,则因使反应Ⅱ正向进行的程度增大,故可选用对反应Ⅱ催化活性更强的催化剂;同时由于该反应,反应前后,气体分子数减小,则可通过增大压强的方式,使得反应Ⅱ的平衡正向移动;
【分析】(1)①根据加热过程中固体质量的变化确定发生反应的化学方程式;
②CaC2O4·H2O热分解过程中产生大量气体,可使得制得的CaO更加疏松多孔;
(2)①阴极上CO2发生得电子的还原反应,生成HCOO-,结合电荷守恒书写电极反应式;
②结合阳极的电极反应式进行分析;
(3)①结合温度对平衡移动的影响分析;
②提高CH3OCH3的选择性,则可改变压强促使反应Ⅱ正向进行,或者选用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂;
21.【答案】(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
(2)正四面体;O
(3)sp3、sp2;易溶于水
(4)4
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Cu的基态核外电子排布式为1s22s22p23s23p23d104s1,形成Cu2+时,失去2个电子,即失去4s和3d能级上各自一个电子,因此Cu2+的基态电子排布式为:1s22s22p23s23p23d9;
(2)SO42-的中心原子为S,四个氧原子在周围,此时为正四面体;根据配位键理论,此时铜离子提供空轨道,OH-中的氧原子提供孤对电子,因此氧原子为配位原子;
(3)由抗坏血酸的分子结构可知,结构中,碳原子以双键和单键的形式存在,形成双键的碳原子为sp2杂化,形成单键的碳原子为sp3杂化;由于抗坏血酸分子结构中含有-COOH、-OH;且含有多个氧原子,可以和水形成氢键,氢键可增大物质在水中的溶解性,因此抗坏血酸易溶于水;
(4)根据Cu2O的原子个数比可知,铜原子和氧原子的个数比为2:1,根据晶胞中的白球和黑球的个数,可以知道白球有2个,黑球有4个,因此黑球代表的是铜原子。
【分析】(1)根据Cu的核外电子排布式确定Cu2+的核外电子排布式,注意Cu的3d和4s分别为全充满和半充满状态时,更稳定;
(2)要解决空间构型有一些技巧,当为XY4型为正四面体,XY3型若无孤对电子则为平面三角形,若有孤对电子则为三角锥,当为XY2型若无孤对电子则为直线型,有孤对电子则为V型,当为XY型则为直线型;形成配合物时,提供孤对电子的为配位原子;
(3)根据抗坏血酸中碳原子的成键情况,确定其轨道杂化类型;分子结构中含有多个氧原子,可形成氢键,氢键可增大物质在水中的溶解度;
(4)根据晶胞的化学式,结合原子个数比分析;
22.【答案】(1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率
(2)(直形)冷凝管;防止暴沸
(3)丙炔酸;分液
(4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高
【知识点】有机溶剂;化学实验安全及事故处理;蒸馏与分馏;实验装置综合
【解析】【解答】(1)过量的甲醇可以作为溶剂;同时由于酯化反应为可逆反应,故反应物甲醇过量,可促使另一反应物丙炔酸完全反应,因此过量的甲醇还可以提高丙炔酸的转化率;
(2)图示仪器A为直形冷凝管;反应过程中,溶液沸腾,因此需要在蒸馏烧瓶中加入碎瓷片,以防止液体爆沸;
(3)反应后所得的混合物中含有甲醇、丙炔酸和丙炔酸甲酯,其中丙炔酸能与Na2CO3反应,故用5%Na2CO3溶液洗涤的目的是除去丙炔酸;由于丙炔酸甲酯与Na2CO3溶液不互溶,故分离出有机相的操作应为分液;
(4)由于丙炔酸甲酯的沸点为103~105℃,而沸水的温度仅为100℃,达不到丙炔酸甲酯的沸点,因此蒸馏过程中,不能用水浴加热;
【分析】(1)酯化反应为可逆反应,结合平衡移动分析;
(2)根据图示仪器确定名称;加入碎瓷片的目的是防止爆沸;
(3)丙炔酸能与Na2CO3溶液反应;丙炔酸甲酯与Na2CO3溶液不互溶;
(4)结合丙炔酸甲酯的沸点分析;
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