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1.化学在生活中应用广泛,下列物质性质与对应用途错误的是( )
正确答案
解析
(A).明矾易水解生成Al(OH)3胶体,有强的吸附能力,可以吸附水中的悬浮物,达到净水目的,可用作净水剂,正确;
(B).晶体硅具有半导体的特性,可以用作芯片,错误;
(C).氮气化学性质稳定,一般不与其他物质反应,且能使粮食与氧气隔绝,可用作粮食保护气,正确;
(D).溴化银见光易分解生成溴和银单质,银粉呈黑色,可用作胶片感光剂,正确。
故选B。
考查方向
解题思路
(A).明矾易水解生成Al(OH)3胶体,有强的吸附能力,可以吸附水中的悬浮物,达到净水目的,可用作净水剂;
(B).晶体硅具有半导体的特性,可以用作芯片;
(C).氮气化学性质稳定,一般不与其他物质反应,且能使粮食与氧气隔绝,可用作粮食保护气;
(D).溴化银见光易分解生成溴和银单质,银粉呈黑色,可用作胶片感光剂。
易错点
本题考查化学与生活、生产的关系,为高考高频考点,题目难度不大,解题围绕物质的性质决定用途展开分析,晶体硅用作芯片是利用其半导体的特性,而不是利用其熔点高硬度大,注意相关基础知识的积累。
2.设NA为阿伏加徳罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
正确答案
解析
(A).pH =11的氨水中c(H+)=10-11mol/L,25℃时,KW=10-14,c(OH-)=10-3mol/L,1LpH =11的氨水中OH-为0.001 NA,正确;
(B).标准状况下SO3不是气态,2.24L物质的量不是0.1mol,标准状况下,2.24 L SO3的氧原子数不是0.3NA,错误;
(C).4.6 g乙醇物质的量为0.1mol,一个乙醇分子含8个共价键,4.6 g乙醇中含有的共价键数为0. 8NA,错误;
(D). 一个D2O分子所含质子数为10,D2O摩尔质量为20g/mol,3.6gD2O物质的量小于0.2mol,所含质子数小于2NA,错误;
故选A。
考查方向
解题思路
(A).pH =11的氨水中c(H+)=10-11mol/L,25℃时,KW=10-14,c(OH-)=10-3mol/L;
(B).标准状况下SO3不是气态,2.24L物质的量不是0.1mol;
(C).4.6 g乙醇物质的量为0.1mol,一个乙醇分子含8个共价键;
(D). 一个D2O分子所含质子数为10,D2O摩尔质量为20g/mol,3.6gD2O物质的量小于0.2mol。
易错点
本题考查阿伏加德罗常数的有关判断,为高考高频考点,题目难度不大,标准状况下SO3不是气态,这是易错点;一个乙醇分子含8个共价键;一个D2O分子所含质子数为10,D2O摩尔质量为20g/mol。
3.己知,下列说法错误的是( )
正确答案
解析
(A).对比反应物和生成物的结构简式,反应是碳碳双键两端的碳原子直接与氢原子结合生成了异丙苯,属于加成反应,正确;
(B). 异丙苯分子中含有5种不同环境的氢原子,其一氯代物共有5种,错误;
(C).异丙烯苯分子中有碳碳双键,能与溴水中的溴发生加成反应而褪色,异丙苯分子没有碳碳双键,不能使溴水因发生化学反应而褪色,可用溴水鉴别异丙烯苯和异丙苯,正确;
(D).结构相似、组成相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物,异丙苯和苯结构相似,组成相差3个“CH2”,互为同系物,正确。
故选B。
考查方向
解题思路
(A).对比反应物和生成物的结构简式,反应是碳碳双键两端的碳原子直接与氢原子结合生成了异丙苯,属于加成反应;
(B). 异丙苯分子中含有5种不同环境的氢原子,其一氯代物共有5种;
(C).异丙烯苯分子中有碳碳双键,能与溴水中的溴发生加成反应而褪色,异丙苯分子没有碳碳双键,不能使溴水因发生化学反应而褪色;
(D).结构相似、组成相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物。
易错点
本题考查有机物的结构和性质,同分异构体,有机反应类型的判断,为高考高频考点。异丙苯分子中含有5种不同环境的氢原子,其一氯代物共有5种,解题时要抓住加成反应的特点、碳碳双键的性质,同系物的概念及判断,“等效氢”的判断。
4.某酸性废水可能含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、K+、CO32-、SO42-。取废水祥品分别进行如右图所示①~④四个实验。下列推断正确的是( )
正确答案
解析
(A). 焰色反应呈黄色,一定含有Na+,可能含有K+,错误;
(B).废水呈酸性,不能含有弱酸根离子CO32-,错误;
(C). Fe3+遇KSCN溶液变红,若含有Fe2+,向溶液中滴加氢氧化钠溶液,最后沉淀不能消失,错误;
(D). 向溶液中滴加氢氧化钠溶液,最后沉淀消失,一定含Al3+,焰色反应呈黄色,一定含有Na+,先滴加稀盐酸再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀,生成了BaSO4,则一定含SO42-,正确。
故选D。
考查方向
解题思路
(A). 焰色反应呈黄色,一定含有Na+,可能含有K+;
(B).废水呈酸性,不能含有弱酸根离子CO32-;
(C). Fe3+遇KSCN溶液变红,若含有Fe2+,向溶液中滴加氢氧化钠溶液,最后沉淀不能消失;
(D). 向溶液中滴加氢氧化钠溶液,最后沉淀消失,一定含Al3+,焰色反应呈黄色,一定含有Na+,先滴加稀盐酸再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀,生成了BaSO4,则一定含SO42-。
易错点
Na+的焰色反应呈黄色,可以遮挡K+的紫色,观察K+的焰色反应要透过蓝色钴玻璃;酸性废水中不能含有弱酸根离子;向溶液中滴加氢氧化钠溶液,开始发生酸碱中和,无明显现象,生成白色沉淀最后消失,是生成的氢氧化铝溶于氢氧化钠。
5.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
正确答案
解析
(A).蛋白质溶液是胶体,不能透过半透膜,(NH4)2SO4溶液可以透过半透膜,将混合物装入半透膜袋,并放入流动的蒸馏水中,可以除去蛋白质溶液中混有的(NH4)2SO4,可以达到目的;
(B).Al可以与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,镁不能与氢氧化钠反应,加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥,可以除去Mg粉中混有的A1粉;
(C).苯的密度比水小且不溶于水,溴在苯中溶解度较大,苯萃取了溴水中的溴后分层,水层在下,苯层在上;
(D).NaClO溶液水解生成HClO,有漂白性,能使pH试纸褪色,不能达到实验目的。
度选D。
考查方向
解题思路
(A).蛋白质溶液是胶体,不能透过半透膜,(NH4)2SO4溶液可以透过半透膜;
(B).Al可以与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,镁不能与氢氧化钠反应;
(C).分液时下层液体从分液漏斗下口放出,上层液体从上口倒出;
(D).NaClO溶液水解生成HClO,有漂白性,能使pH试纸褪色。
易错点
本题考查化学实验操作,包括混合物的分离,除杂,溶液pH的测定,是高考化学的常考题型,难度不大。蛋白质溶液是胶体,不能透过半透膜,有漂白性的溶液不能用pH试纸测pH。
6.X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如右图所示。下列说法错误是( )
正确答案
解析
图中M元素最高价位+7,最低价为-1,在20号元素以前只能是氯元素;Z元素最高价位+5,最低价为-3,其原子半径小于M,是N元素;Y元素主要化合价为-2,半径小于N,是O元素;X为+1价,半径又比O小,是H元素;Q为+1价,半径比氯大比R小,是钠元素;R为+2价,半径比Q大,是钙元素。
(A).根据以上分析,Q是钠,位于第三周期IA族,正确;
(B). 根据以上分析,X、Y、Z三种元素分别是H、O、N,可以组成盐NH4NO3或碱NH3H2O,正确;
(C).简单离子半径: R2+>M->Q+,错误;
(D).Z与M的最高价氧化物对应水化物HNO3和HClO4均为强酸,正确。
故选C。
考查方向
解题思路
图中M元素最高价位+7,最低价为-1,在20号元素以前只能是氯元素,根据各元素的最高价和最低价先判断是哪一主族元素,再根据已知半径大小关系判断是什么元素,最后根据元素周期律分析判断个选项。
易错点
本题考查元素周期律,是高考的常考题型,难度中等。熟记元素的位置与原子结构及以上性质的关系,氧元素无+6价,F无正价,同周期从左到右原子半径依次减小。
7.铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺,装置如图。若上端开口关闭,可得到强还原性的H+(氢原子);若上端开口打开,并鼓入空气,可得到强氧化性的·OH(烃基自由基)。下列说法错误的是( )
正确答案
解析
构成的原电池中铁做负极,碳作正极。
(A).无论是否鼓入空气,负极的电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+,正确;
(B).不鼓入空气时,得到强还原性的H·(氢原子),正极的电极反应式为H++e-=H·,正确;
(C).鼓入空气是氧原子与H·结合生成了·OH,氧原子没有得到电子,每生成1mol·OH有1mol电子发生转移,错误;
(D).处理含有草酸(H2C2O4)的污水时,上端开口应打开并鼓入空气,是草酸在空气中更容易被氧化,正确。
故选C。
考查方向
解题思路
构成的原电池中铁做负极,碳作正极,无论是否鼓入空气,负极的电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+;不鼓入空气时,得到强还原性的H·(氢原子),正极的电极反应式为H++e-=H·;鼓入空气是氧原子与H·结合生成了·OH,氧原子没有得到电子,每生成1mol·OH有1mol电子发生转移;处理含有草酸(H2C2O4)的污水时,上端开口应打开并鼓入空气,是草酸在空气中更容易被氧化。
易错点
本题考查原电池原理,是高考的常考题型。注意题目叙述“若上端开口关闭,可得到强还原性的H·(氢原子);若上端开口打开,并鼓入空气,可得到强氧化性的·OH”,鼓入空气是氧原子与H·结合生成了·OH,氧原子没有得到电子。
甲醛(HCHO)与葡萄糖相似具有强还原性,40%甲醛溶液沸点为96℃,易挥发。为探究过量甲醛和新制Cu(OH)2反应的产物,进行如下研究。
8.在下图装置中进行实验,向a中加入0.5 mol·L-1CuSO4溶液50mL和5 mol·L-1NaOH溶液100mL,振荡,再加入40%的甲醛溶液50mL,缓慢加热a,在65℃时回流20分钟后冷却至室温。反应过程中观察到有棕色固体生成,最后变成红色,并有气体产生。
①仪器b的名称是 ,作用为 。
②能说明甲醛具有还原性的实验现象是 。
9.查阅资料发现气体产物是副反应产生的。为确认气体产物中含H2不含CO,将装置A和如下图所示的装置连接后进行实验。
依次连接的合理顺序为A→B→ → → → G,装置B的作用是 。
10.已知: 。设计实验证明a中甲醛的碳元素未被氧化成+4价。 。
11.为研究红色固体产物的组成,进行如下实验(以下每步均充分反应);
已知:Cu2O[Cu(NH3)4]+(无色)[Cu(NH3)4]2+](蓝色)。
①摇动锥形瓶ⅰ的目的是 。
②锥形瓶ⅱ中固体完全溶解得深蓝色溶液的离子方程式为 。
③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后,溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近。由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为 。
正确答案
①球形冷凝管 冷凝回流 ② A中出现红色物质(或A中出现棕色物质)
解析
①仪器b的名称是冷凝管(或球形冷凝管),作用是冷凝回流;
②a中硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜,葡萄糖在加热条件下能与新制氢氧化铜反应生成砖红色氧化亚铜,甲醛(HCHO)与葡萄糖相似具有强还原性,结合题目叙述“反应过程中观察到有棕色固体生成,最后变成红色,” 能说明甲醛具有还原性的实验现象是A中出现红色物质(或A中出现棕色物质)。
考查方向
解题思路
①根据题目叙述“缓慢加热a,在65℃时回流20分钟”,结合图像分析仪器b的名称及作用;
②a中硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜,甲醛(HCHO)与葡萄糖相似具有强还原性,葡萄糖在加热条件下能与新制氢氧化铜反应生成砖红色氧化亚铜,结合题目叙述“反应过程中观察到有棕色固体生成,最后变成红色,”回答。
易错点
竖放的冷凝管起冷凝回流,提高原料利用率的作用,横放的冷凝管起冷却作用。
正确答案
EFDC 吸收甲醛蒸气,防止其干扰后续检验
解析
为确认气体产物中含H2不含CO,将A产生的气体通过灼热氧化铜(F)后检验气体产物有水蒸气无二氧化碳,A中有未反应的甲醛蒸汽会干扰实验,利用它易溶于水的性质,通过B除去,还要确保通入F的气体是干燥的,依次连接的合理顺序为A→B→E→ F → D →C→G,装置B的作用是吸收甲醛蒸气,防止其干扰后续检验。
考查方向
解题思路
为确认气体产物中含H2不含CO,将A产生的气体通过灼热氧化铜(F)后检验气体产物有水蒸气无二氧化碳,A中有未反应的甲醛蒸汽会干扰实验,利用它易溶于水的性质,通过B除去,还要确保通入F的气体是干燥的。
易错点
氢气和CO都有还原性,都可以使灼热氧化铜由黑色变为红色,因此要检验与氧化铜反应后的气体成分有水蒸气无二氧化碳,A中有未反应的甲醛蒸汽会干扰实验。
正确答案
取少量a中反应后的清液,滴入过量的浓盐酸,未见气泡产生,说明甲醛的碳元素未被氧化成+4价(其他答案参照评分)
解析
A中甲醛被氧化的产物分别是甲酸钠和碳酸钠,前者碳为+2价,后者碳为+4价,取少量a中反应后的清液,滴入过量的浓盐酸,未见气泡产生,说明甲醛的碳元素未被氧化成+4价。
考查方向
解题思路
设计实验证明a中甲醛的碳元素未被氧化成+4价,即设计实验证明a的产物中没有碳酸钠,用强酸制弱酸规律设计实验方案。
易错点
甲醛被氧化的产物甲酸中C是+2价,碳酸中C是+4价,a中溶液呈碱性,则氧化产物分别是甲酸钠和碳酸钠。
正确答案
①有利于溶液与空气中的氧气接触
②2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
③n(Cu2O):n(Cu)=1:200
解析
①动锥形瓶有利于溶液与氧气接触;
②含铜元素的红色固体可能是Cu2O或Cu或二者的混合物,Cu2O易溶于浓氨水,铜单质不能直接与浓氨水反应,锥形瓶ⅱ中剩余固体是铜,完全溶解得深蓝色溶液是在摇动锥形瓶的情况下反应,说明空气中的氧气发生了反应,得深蓝色溶液是[Cu(NH3)4]2+]溶液,离子方程式为:2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O;
③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后,溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近,即铜离子浓度几乎相等,则n(Cu2O):n(Cu)=1:200。
考查方向
解题思路
①动锥形瓶有利于溶液与氧气接触;
②含铜元素的红色固体可能是Cu2O或Cu或二者的混合物,Cu2O易溶于浓氨水,铜单质不能直接与浓氨水反应,锥形瓶ⅱ中剩余固体是铜,完全溶解得深蓝色溶液是在摇动锥形瓶的情况下反应,说明空气中的氧气发生了反应,得深蓝色溶液是[Cu(NH3)4]2+]溶液;③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后,溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近,即铜离子浓度几乎相等。
易错点
②含铜元素的红色固体可能是Cu2O或Cu或二者的混合物,铜单质不能直接与浓氨水反应,锥形瓶ⅱ中固体完全溶解得深蓝色溶液是在摇动锥形瓶的情况下反应,说明空气中的氧气发生了反应;③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后,溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近,即铜离子浓度几乎相等。
软锰矿的主要成分是MnO2,其悬浊液可吸收烟气中SO2,所得酸性浸出液又可用于制备高纯硫酸锰,其一种工艺流程如右图所示。回答下列问题:
12.软锰矿悬浊液吸收SO2的过程中,SO2体现了 性。
13.“氧化剂”发生反应的离子方程式为 。
14.已知:Ksp[Al(OH) 3]=1.0×10-34;
Krp[Fe(OH) 3]=2.6×10-30;
Krp[Ni(OH) 2]=1.6×10-15;
Krp[Mn(OH) 2]=4.0×10-14;
“水解沉淀”中:
①“中和剂”可以是 (填标号)
15.“置换”中发生反应的离子方程式为 。
16.“结品分离”中的部分物质的溶解度曲线如右图。
①加入稀硫酸的作用是(结合平衡移动原理解释) 。
②结晶与过滤过程中,体系温度均应维持在 ℃(填“27”、“60”或“70”)。
17.高纯硫酸锰可用于水中溶解氧含量的测定,步骤如下:
步骤1:水中的氧气在碱性溶液中将MnSO4氧化为MnO(OH)。
步骤2:在酸性条件下,加入KI将生成的MnO(OH)再还原成Mn2+。
步骤3:用Na2S2O3标准溶液滴定步骤2中生成的I2(2S2O32-+I2=2I-+S4O62-)。
取某水样100mL,按上述测定步骤滴定,消耗a mol·L-1 Na2S2O3标准溶液VmL,该水样溶解氧含量为
mol·L-1。
水解沉淀中:
②溶液的pH应不低于 (离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,即可认为该离子沉淀完全)
③不采用“水解沉淀”除Ni2+的原因是 。
正确答案
还原
解析
“软锰矿的主要成分是MnO2,其悬浊液可吸收烟气中SO2,所得酸性浸出液又可用于制备高纯硫酸锰,”反应中S元素由SO2中的+4价升高到硫酸锰中的+6价,是还原剂,表现还原性。
考查方向
解题思路
“软锰矿的主要成分是MnO2,其悬浊液可吸收烟气中SO2,所得酸性浸出液又可用于制备高纯硫酸锰,”反应中S元素由SO2中的+4价升高到硫酸锰中的+6价,是还原剂,表现还原性。
易错点
氧化还原反应中相关概念的分析和判断,是高考的常考题型,难度不大,熟记还原剂有还原性,在反应中所含元素化合价升高,元素化合价变化是解答氧化还原反应问题的关键。
正确答案
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
解析
对比流程图中加入氧化剂前后的离子知,发生的反应是二氧化锰与亚铁离子反应,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒,离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O。
考查方向
解题思路
对比流程图中加入氧化剂前后的离子知,发生的反应是二氧化锰与亚铁离子反应,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒书写离子方程式。
易错点
“氧化剂”发生反应的离子方程式,不是二氧化锰与二氧化硫的反应,而是从流程图中加入氧化剂前后的离子找出发生反应的离子。
正确答案
解析
①“中和剂”加入的目的是增大溶液pH,中和酸,不能引入能影响后续实验的杂质,二氧化锰常温下不能与酸反应,铝离子是要除去的杂质,不能用氧化铝,后续有结晶除镁离子,故用氧化镁,选C。
②该步骤要沉淀铁离子和铝离子,Fe(OH) 3的KSP较大,使溶液中铁离子浓度为1×10-5mol·L-1,c(OH-)=6.4,c(H+)=1.6,pH=4.3。
③Ni2+完全沉淀的pH与Mn2+比较相近,不利于两者分离。
考查方向
解题思路
①“中和剂”加入的目的是增大溶液pH,中和酸,不能引入能影响后续实验的杂质,二氧化锰常温下不能与酸反应,铝离子是要除去的杂质,不能用氧化铝,后续有结晶除镁离子。
②该步骤要沉淀铁离子和铝离子,Fe(OH) 3的KSP较大,使溶液中铁离子浓度为1×10-5mol·L-1,计算溶液中氢氧根离子浓度,然后计算pH。
③需要的产品是硫酸锰,如果锰离子被沉淀,将会造成损失。
易错点
①“中和剂”加入的目的是增大溶液pH,中和酸,不能引入能影响后续实验的杂质,二氧化锰常温下不能与酸反应。
正确答案
Mn + Ni2+=Mn2++ Ni
解析
从流程图中找到“置换”的步骤,上面显示该步是除Ni2+,加入的是锰粉,则应该是锰与Ni2+发生置换反应,离子方程式为:Mn + Ni2+=Mn2++ Ni。
考查方向
解题思路
从流程图中找到“置换”的步骤,上面显示该步是除Ni2+,加入的是锰粉,则应该是锰与Ni2+发生置换反应。
易错点
从流程图中找出“置换”反应,明确反应的目的。
正确答案
①增大SO42-的浓度,使MnSO4和MgSO4的溶解度下降,便于结晶析出 ②70℃
解析
①增大SO42-的浓度,使MnSO4和MgSO4的溶解度下降,便于结晶析出 ;
②“结晶分离”目的是让MnSO4或MgSO4从溶液中结晶析出,另一种留在溶液中,达到分离的目的,从流程图看,下面的操作步骤是加水除钙离子,然后蒸发,干燥得到产品硫酸锰,则结晶分离时硫酸锰结晶析出,硫酸镁留在溶液中,则要控制温度使硫酸镁溶解度尽可能大而硫酸锰溶解度尽可能小,根据溶解度曲线,最好控制温度在70℃。
考查方向
解题思路
“结晶分离”目的是让MnSO4或MgSO4从溶液中结晶析出,另一种留在溶液中,达到分离的目的,从流程图看,下面的操作步骤是加水除钙离子,然后蒸发,干燥得到产品硫酸锰,则结晶分离时硫酸锰结晶析出,硫酸镁留在溶液中,则要控制温度使硫酸镁溶解度尽可能大而硫酸锰溶解度尽可能小。
易错点
看明白流程图各步骤的作用是解答该类题目的关键,结晶分离时让硫酸锰结晶,硫酸镁留在溶液中,这是易错点。
正确答案
aV/400
解析
根据测定步骤,反应原理发生反应依次为:4Mn2++O2+8OH-= 4MnO(OH)+2H2O,2MnO(OH)+ 2I-+6H+= I2+ 2Mn2++4H2O,2S2O32-+I2=2I-+S4O62-,根据关系式:O2~4MnO(OH)~ 2I2~4S2O32-,该水样溶解氧含量为:。
考查方向
解题思路
根据测定步骤,反应原理发生反应依次为:4Mn2++O2+8OH-= 4MnO(OH)+2H2O,2MnO(OH)+ 2I-+6H+= I2+ 2Mn2++4H2O,2S2O32-+I2=2I-+S4O62-,根据关系式:O2~4MnO(OH)~ 2I2~4S2O32-计算。
易错点
氧化还原反应滴定的计算,关键是搞清楚反应原理,找准主要物质的物质的量的关系。
正确答案
见14题
解析
见14题
考查方向
见14题
解题思路
见14题
易错点
见14题
一种通过铁基氧载体(Fe3O4/FeO)深度还原和再生来合成二甲醚(CH3OCH3)的原理如下图:
18.二甲醚的合成反应:3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH1
①已知CO、H2与CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1、(a、b、c均小于0),则ΔH1= kJ·mol-1。
②该反应选用CuO/ZnO/Al2O3复合催化剂,该催化剂能 (填标号)。
19.CH4氧化器中发生的主反应:
ⅰ. CH4(g)+Fe3O4(s)CO(g)+2H2(g)+3Fe(s)
ⅱ. CH4(g)+4Fe3O4(s)CO2(g)+2H2O(g)+12FeO(s)
850℃时,压强和部分气体体积分数、固相各组分质量分数的关系如右下图。
①随着压强的增大,反应ⅰ的平衡常数K值 (填“增大”、“减小”、 或“不变”)
②结合图像,分析H2O的体积分数变化的原因 (用化学方程式表示)
20.将一定量的FeO和CO2置于CO2还原器(体积不变的密闭容器)中,发生的主反应:
正确答案
解析
①CO、H2与CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1,则
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH = a kJ·mol-1 ⑴ , H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) ΔH = bkJ·mol-1 (2) ,
CH3OCH3 (g)+3O2(g)=2CO2(g)+ 3H2O (l) ΔH = ckJ·mol-1 (3) ,
根据盖斯定律,(1)3+(2)3-(3)即得反应3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) ,则 ΔH1=(3a+3b-c)kJ·mol-1;
②催化剂只能通过降低反应的活化能来加快反应速率,不能使平衡移动,也不能改变反应的焓变,故选BC。
考查方向
解题思路
①根据燃烧热的概念写出表示CO、H2与CH3OCH燃烧的热化学方程式,再根据盖斯定律计算ΔH1;
②催化剂只改变反应途径,不改变反应的始态和终态。
易错点
燃烧热是1mol燃料完全燃烧生成稳定化合物(二氧化碳和液态水)释放的能量;催化剂只能通过降低反应的活化能来加快反应速率,不能使平衡移动,也不能改变反应的焓变。
正确答案
①减小 ②Fe3O4+H2 3FeO+H2O
解析
①反应ⅰ的正反应是气体物质的量增大的反应,温度不变增大压强,平衡逆向移动,平衡常数K值减小;
②反应ⅰ和反应ⅱ的正反应都是气体物质的量增大的反应,温度不变增大压强,平衡逆向移动,H2O的体积分数应该减小,而图像中是增大,且反应物Fe3O4的质量分数应该增大,生成物FeO质量分数应该减小,但图像中二者都不变,则应该是Fe3O4转化为FeO和水,另一种反应物是氢气,反应方程式为:Fe3O4+H2 3FeO+H2O。
考查方向
解题思路
①反应ⅰ的正反应是气体物质的量增大的反应,温度不变增大压强,平衡逆向移动,平衡常数K值减小;
②反应ⅰ和反应ⅱ的正反应都是气体物质的量增大的反应,温度不变增大压强,平衡逆向移动,H2O的体积分数应该减小,而图像中是增大,且反应物Fe3O4的质量分数应该增大,生成物FeO质量分数应该减小,但图像中二者都不变,则应该是Fe3O4转化为FeO和水,另一种反应物是氢气。
易错点
从图像看,随着压强的增大,反应ⅰ的反应物甲烷体积分数增大,生成物氢气的体积分数减小,平衡常数K减小。
正确答案
解析
①根据表中气体体积分数与温度的关系判断,升温平衡逆向移动,结合列夏特列原理判断该反应正反应放热,ΔH2<0;
②从表中看,100℃和170℃时CO的体积分数相等,表明FeO已经完全转化,若在150℃时进行上述转化,理论转化率ɑ(FeO)=100%;
③该反应前后气体物质的量不变,容器内压强始终不变,A不能说明反应达到平衡状态,A错误,CO2的物质的量不变,反应达到平衡状态,B正确;C.CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零,正反应速率和逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,C正确;D.气体的平均摩尔质量始终不变,不能说明反应达到平衡状态,D错误;故选BC。
④反应条件的控制要考虑反应速率及反应限度,温度过高,CO2的转化率低;温度过低,反应速率比较慢。
考查方向
解题思路
①根据表中气体体积分数与温度的关系判断,升温平衡逆向移动,结合列夏特列原理判断反应热效应;
②从表中看,100℃和170℃时CO的体积分数相等,表明FeO已经完全转化;
③根据“变量不变”分析反应是否达到平衡状态;
④反应条件的控制要考虑反应速率及反应限度。
易错点
③平衡状态的判断是解答的易错点,要抓住“变量不变”才能说明反应达到平衡状态。
[化学-选修3:物质结构与性质]
文艺复兴时期,群青颜料曾用在许多著名的油画上,当时群青颜料是由贵重的青金石研磨并制成的。青金石是指碱性铝硅酸盐矿物,其中含钠、铝、硅、硫、氯、氧等元素。
21.硅元素基态原子的价电子轨道表示式为 。
22.第四周期中,与铝未成对电子数相同的金属元素有 种。
23.Na+和Ne互为等电子体,电离能I2(Na) I1(Ne)(填“>”或“<”)。
24.①已知氯有多种含氧酸,其电离平衡常数如下:
HClO4的结构简式为 ,HClO3中Cl原子的杂化轨道类型为 ,HClO2中含有的共价键类型为 。以上几种含氧酸的酸性强弱不同,其原因为 。
②氢卤酸(HX)的电离过程如图。ΔH1和ΔH2的递变规律都是HF>HCl>HBr>HI,其中ΔH1(HF)特别大的原因为 ,影响ΔH2递变的因素为 。
25.铝单质为面心立方晶体,晶胞参数a=q nm,铝的摩尔质量为Mg·mol-1,原子半径为r pm,阿伏伽德罗常数的值为NA。则铝单质的密度为 g·cm-3(列式即可,下同),铝晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。
正确答案
解析
原子核外电子排布遵循“能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则”,硅元素基态原子有14个电子,价电子数为4,3s能级排布2个自旋方向相反的电子,3p能级2个电子分别占据2个轨道且自旋方向相同,价电子轨道表示式为。
考查方向
解题思路
原子核外电子排布遵循“能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则”,硅元素基态原子有14个电子,价电子数为4,3s能级排布2个自旋方向相反的电子,3p能级2个电子分别占据2个轨道且自旋方向相同。
易错点
注意看清是写价电子轨道表示式,不要写成电子轨道表示式,也不要写成电子排布式。
正确答案
4
解析
铝的电子排布式为:1s22s22p63s23p1,未成对电子数为1,第四周期核电荷数最小的K原子未成对电子数为1,符合,Ca原子未成对电子数为0,不符合,Sc原子未成对电子数为1,符合,Ti原子未成对电子数为2,不符合,V原子未成对电子数为3,不符合,Cr原子未成对电子数为6,不符合,Mn原子未成对电子数为5,不符合,Fe原子未成对电子数为4,不符合,Co原子未成对电子数为3,不符合,Ni原子未成对电子数为2,不符合,Cu原子未成对电子数为1,符合,Zn原子未成对电子数为0,不符合,Ga原子未成对电子数为1,符合,Ge原子未成对电子数为0,不符合,其余为非金属元素,符合的有4种。
考查方向
解题思路
首先要知道铝的未成对电子数目,其次根据已知核外电子排布规律从第四周期核电荷数最小的K分析,核电荷数依次增大找到与铝未成对电子数相同的金属元素。
易错点
原子核外电子排布遵循“能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则”,电子优先占满p或d能级的轨道且自旋方向相同,s、p、d各能级为全满、全空或半满时较稳定,V和Cu的电子排布是易错点。
正确答案
>
解析
由于Na+的正电性较强,对核外电子的吸引力比氖更强,想再失去电子需要更多的能量,因此钠的第二电离能比氖的高,即电离能I2(Na)> I1(Ne)。
考查方向
解题思路
气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫电离能,Na+的正电性较强,对核外电子的吸引力比氖更强,想再失去电子需要更多的能量。
易错点
比较电离能的大小,要考虑失去一个电子后的粒子的稳定性及对电子吸引能力的大小。
正确答案
① sp3 σ键和键 氯的含氧酸中非烃基氧原子数目越多,中心氯原子价态越高,正电性越高,导致Cl—O—H中的电子更向Cl偏移,越易电离出H+
②HF的水溶液中存在氢键作用 原子半径(或键长或键能)
解析
①HClO4的分子中H是与O原子结合,各原子均达到稳定结构,其中的Cl为+7价,O为-2价,结构式为;HClO3中Cl原子的孤电子对数为1/2(7-2+1)=1,形成3个σ键,杂化轨道类型为sp3;含氧酸中非烃基氧原子数目越多,中心氯原子价态越高,正电性越高,导致Cl—O—H中的电子更向Cl偏移,越易电离出H+;
②HF分子与水分子间存在氢键,电离时需要更多能量;键能大小关系为:HF>HCl>HBr>HI,说明影响ΔH2递变的因素为键能。
考查方向
解题思路
①HClO4的分子中H是与O原子结合,各原子均达到稳定结构,其中的Cl为+7价,O为-2价;分子中心原子的孤电子对数加上形成的σ键数就是杂化轨道数目;含氧酸中非烃基氧原子数目越多,中心氯原子价态越高,正电性越高,导致Cl—O—H中的电子更向Cl偏移,越易电离出H+;
②HF分子与水分子间存在氢键,电离时需要更多能量;键能越大电离时需要的能量越多。
易错点
①HClO4的分子中H是与O原子结合的而不是与Cl原子结合的;
②HF分子与水分子间存在氢键,电离时需要更多能量;键能越大电离时需要的能量越多。
正确答案
;
解析
面心立方晶体中原子分布在8个顶点和6个面心,用均摊法计算一个晶胞中Al原子数为4,一个晶胞质量为:g,晶胞体积为:cm3,铝的密度= g·cm-3=g·cm-3;铝晶胞中原子的体积为:pm3,晶胞体积为:pm3,铝晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率=。
考查方向
解题思路
面心立方晶体中原子分布在8个顶点和6个面心,用均摊法计算一个晶胞中Al原子数,密度计算公式:密度=;铝晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率=。
易错点
用均摊法计算一个晶胞中的原子数,立方体顶点占1/8,面心原子占1/2;一个Al原子的质量为g;计算时注意单位要统一。
[化学-选修5:有机化学基础]
甲苯在医药、农药,特别是香料合成中应用广泛,可合成以下物质:
苯佐卡因 乙基香草醛 邻茴香醛
26.苯佐卡因中含有的碱性官能团为 (填名称)。
27.乙基香草醛和邻茴香醛具有相同的亲水基团,该基团可用 (填物理方法)检测。
28.写出符合下列条件的乙基香草醛的同分异构体的结构简式 (任写两种)。
a.苯环上连接两个互为对位的基团
b.有一个-CH3
c.与FeCl3溶液发生显色反应
d.能发生水解反应
29.已知:
有机物M为含有两个互为邻位基团的芳香族化合物,且与本佐卡因互为同分异构,其合成路线如下:
①生成A的“反应条件”为 ;
②以上合成路线涉及的7个反应中,属于取代反应的有 个;
③M的结构简式为 ;
④A→B反应的化学方程式为 。
30.参照上述合成路线,以甲苯和甲醇为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线 。
正确答案
氨基
解析
苯佐卡因中含有的碱性官能团为氨基。
考查方向
解题思路
根据苯佐卡因的结构简式,找出官能团:酯基不是碱性的,氨基是碱性的。
易错点
熟记常见有机物的官能团的结构简式,注意氨基(—NH2)是碱性的,注意不要写成官能团的结构简式。
正确答案
红外光谱
解析
根据结构简式,乙基香草醛和邻茴香醛具有相同的亲水基团醛基,该基团可用红外光谱法可以检测。
考查方向
解题思路
用红外光谱仪可以检测有机物所含的官能团及化学键类型。
易错点
有机物的官能团中属于亲水基的有羟基、羧基、醛基、氨基,用物理方法检验官能团不是用化学方法。
正确答案
解析
与FeCl3溶液发生显色反应,结构中含酚羟基;能发生水解反应,含有酯基,同时满足苯环上连接两个互为对位的基团和有一个-CH3,则一个基团是酚羟基,对位有酯基,满足条件的乙基香草醛的同分异构体的结构简式有:。
考查方向
解题思路
同分异构体是分子式相同结构式不同的物质,与FeCl3溶液发生显色反应,结构中含酚羟基;能发生水解反应,含有酯基,同时满足苯环上连接两个互为对位的基团和有一个-CH3,则一个基团是酚羟基,对位有酯基,将乙基香草醛结构中羟基以外的两个支链组合。
易错点
一个醛基和一个醚键可以合成一个酯基,先分析满足条件的支链或官能团是什么,再对所给物质中的相关原子进行排列,就可以写出满足条件的同分异构体。
正确答案
①光照(或高温) ②4 ③ ④
解析
①从合成路线图中找到生成A的物质,转化为A的物质中的硝基最后应该转化为氨基,M与苯佐卡因互为同分异构,则生成A的反应应该是甲基上的氯代反应,反应条件是光照;
②合成路线前四步属于取代反应,C生成M的反应与已知反应相似,属于加成反应,B转化为C的反应是硝基还原为氨基,属于还原反应,则A转化为B是Cl转化为醛基,属于消去反应,属于取代反应的有4个;
③M与苯佐卡因互为同分异构,M为含有两个互为邻位基团的芳香族化合物,一个官能团为硝基转化为为氨基,则另一个取代基为与乙醛发生题目已知反应类似的加成反应得到—CH(OH)CH2CHO(在氨基的邻位),M的结构简式为;
④含2个Cl原子的有机物与氢氧化钠在加热条件下反应可以得到醛基,A→B反应的化学方程式为:
考查方向
解题思路
①从合成路线图中找到生成A的物质,转化为A的物质中的硝基最后应该转化为氨基,M与苯佐卡因互为同分异构,则生成A的反应应该是甲基上的取代反应;
②合成路线前四步属于取代反应,C生成M的反应与已知反应相似,属于加成反应,B转化为C的反应是硝基还原为氨基,属于还原反应,则A转化为B是Cl转化为醛基,属于消去反应;
③M与苯佐卡因互为同分异构,M为含有两个互为邻位基团的芳香族化合物,一个官能团为硝基转化为为氨基,则另一个取代基为与乙醛发生题目已知反应类似的加成反应得到—CH(OH)CH2CHO(在氨基的邻位);
④含2个Cl原子的有机物与氢氧化钠在加热条件下反应可以得到醛基。
易错点
有机推断是高考中有机部分常考题型,难度较大。根据反应条件或官能团的转化或物质的结构简式,利用所学常见有机物的性质反应及题目所给的已知反应推断。
正确答案
解析
要合成的产物有苯环的邻位取代基,要仿照上述合成路线,保护甲基的对位,先引入—SO3H,向甲基邻位引入Cl原子后水解,甲基被酸性高锰酸钾氧化为羧基,与甲醇发生酯化反应得到苯环的另一个支链。合成路线为:
考查方向
解题思路
要合成的产物有苯环的邻位取代基,要仿照上述合成路线,保护甲基的对位,先引入—SO3H,向甲基邻位引入Cl原子后水解,甲基被酸性高锰酸钾氧化为羧基,与甲醇发生酯化反应得到苯环的另一个支链。
易错点
有机合成是高考中有机部分常考题型,难度较大。要合成的产物有苯环的邻位取代基,要仿照上述合成路线,保护甲基的对位,向苯环上引入Cl原子反应条件为Fe或(溴化铁做催化剂)。