学年广东省培正中学高二下学期期末考试化学试题解析版.docx
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学年广东省培正中学高二下学期期末考试化学试题解析版
广州-2016-2017培正中学高二下学期期末考试
1.化学与生活密切相关。
下列说法正确的是()
A.漂白粉在空气中久置变质为CaCl2和CaCO3
B.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
C.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质熔沸点的差异
D.油脂与NaOH浓溶液反应制高级脂肪酸钠属于加成反应
【答案】A
【解析】A.漂白粉的主要成份为Ca(ClO)2和CaCl2在空气中容易与CO2反应,主成CaCO3,变质,故A正确;
B.油脂不属于高分子化合物,故B错误;
C.利用的是溶解度差异,故C错误;
D.该反应属于酯的水解,属于水解反应、取代反应,故D错误。
故选A。
2.下列关于有机化合物的说法正确的是()
A.乙烯与苯乙烯互为同系物
B.甲烷室温下能与浓盐酸发生取代反应
C.二氯丙烷有4种同分异构体
D.乙炔和溴的四氯化碳溶液反应生成1,1-二溴乙烷
【答案】C
【解析】A.两者结构不一样,不属于同系物,故A错误;
B.甲烷在常温下不与浓盐酸反应,故B错误;
C.二氯丙烷有4种同分异构体CHCl2-CH2-CH3,CH6-CCl2-CH3、CH2Cl-CH2-CH2Cl,CH2Cl-CHCl-CH3
D.发生加成反应生成CHBr2、CHBr2、1,1,2,2-四溴乙烷。
故选C。
3.海水晒盐后得到粗盐和高浓度卤水(成分如下表)进行再开放利用,下列说法错误的是()
成分
MgCl2
MgSO4
KBr
NaCl
含量/g·L-1
165.2
71.8
52.2
162.1
A.向卤水中通入Cl2可以提取溴
B.粗盐经除杂后,可用重结晶的方法制备精盐
C.工业上选用价格较高的NaOH作为沉淀剂制取Mg(OH)2
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
【答案】C
【解析】A.氯气具有强氧化性,能把溴离子氧化为单质溴,因此向苦卤中通入Cl2是为了提取溴,A项正确;
B.粗盐中的钙离子、镁离子等可采用沉淀法除去,所得氯化钠溶液可采用重结晶等过程提纯,B项正确;
C.工业生产常选用来源更广泛、价格更便宜的石灰乳作为沉淀剂,用氢氧化钠不经济,C项错误;
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,SO2具有还原性,能被溴氧化,因此再用SO2将其还原吸收,D项正确。
故选C。
4.设NA为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法错误的是()
A.25℃时,1LpH=11的氨水中OH-的数目为0.001NA
B.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
C.电解精炼铜,当外电路转移NA个
D.标准状况下,2.24LCCl4所含氯原子数为0.4NA
【答案】D
【解析】A.pH=11则c(H+)=1×10-11,25℃时水的离子积为K(w)=1×10-14则c(OH-)=1×10-3=1×10-3mol/L,1L中OH-的数目为0.001NA,故A正确;
B.乙烯丙烯可以看作(CH2)n,14g含有
mol(CH2)n,则氢原子数为2NA,故B正确;
C.阴极反应Cu2++2e-=Cu,当外电路转移NA个电子时,阴极生成0.5molCu,质量增加32g,故C正确;
D.标准状况下,CCl4不为其他而是液态,故D错误。
故选D。
5.已知二氯化二硫(S2Cl2)的结构式为Cl-S-S-Cl,它易与水发生反应2S2Cl2+2H2O→4HCl+SO2↑+3S↓,下列说法正确的是()
A.S2Cl2既是氧化剂又是还原剂
B.氧化产物与还原产物物质的量比为3:
1
C.每生成22.4LSO2转移3mol电子
D.每生成48g硫单质需要S2Cl2断裂3mol共价键、H2O断裂3mol共价键
【答案】A
【解析】A.只有S元素的化合价变化,则S2Cl2既作氧化剂又作还原剂,故A正确;
B.氧化产物为SO2,还原产物为S,由反应可知二者的物质的量比为1:
3,故B错误;
C.S元素的化合价由+1价升高为+4价,则每生成1molSO2转移3mol电子,但未指明气体所处状态,22.4L的二氧化硫的物质的量不一定为1mol,故C错误;
D.48gS的物质的量为:
48g32g/mol=1.5mol,根据反应可知,生成1.5molS需要消耗1molCl-S-S-Cl,1molCl-S-S-Cl中含有3mol共价键,由化学方程式可知,反应时Cl-S-S-Cl的化学键全部断裂,所以每生成48g硫时,S2Cl2会断裂3mol共价键,H2O会断裂2mol共价键,故D错误。
故选A。
6.用如图装置研究电化学原理,下列分析中错误的是()
选项
连接
电极材料
分析
a
b
A
K1K2
石墨
铁
模拟铁的吸氧腐蚀
B
K1K2
锌
铁
模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法
C
K1K3
石墨
铁
模拟电解饱和食盐水
D
K1K3
锌
石墨
模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法
【答案】D
【解析】A.在中性条件下,铁作负极失电子,石墨作正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,则Fe发生吸氧腐蚀,故A正确;
B.Zn、Fe形成原电池,Zn作负极被腐蚀,Fe作正极被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;
C.Fe作阴极,阴极上氢离子得电子,石墨作阳极,阳极上氯离子失电子,电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠,故C正确;
D.Fe与正极相连,Fe作阳极,Fe失电子,被腐蚀,Fe不能被保护,故D错误。
故选D。
7.A、b、c、d为短周期元素,原子序数依次递增,a的原子中只有1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相同,d与b形成的化合物既能与酸反应又能与强碱溶液反应。
下列叙述错误的是()
A.c的原子半径是这些元素中最大的
B.b与c形成的化合物只含离子键
C.b、d、c形成的化合物的溶液呈碱性
D.a的氧化物在一定条件下既有氧化性又有还原性
【答案】B
【解析】由题意可知a为H元素,d与b形成的化合物既能与酸反应又能与强碱溶液反应,则b为D元素d为Al元素,b2-和C+离子的电子层结构相同,则c为Na元素。
A.H、O、Na、Al四种原子中,Na原子半径最大,故A正确;
B.b与c形成的化合物中Na,O2既合离子键也含有共价键,故B错误;
C.b、d、c形成的化合物为NaAl2,水解成碱性,故C正确;
D.H2O在一定条件下既有氧化性又有还原性,故D正确。
故选B。
8.用0.1mol·L-1NaOH溶液分别滴定10mL相同浓度的盐酸和醋酸(溶质用HA表示),利用电导率传感器绘制电导率曲线如图所示(电导率的物理意义是表示物质电的性能)。
下列有关叙述错误的是()
A.曲线Ⅰ为盐酸,曲线Ⅱ为醋酸溶液
B.a点、c点均为滴定终点
C.b点pH值大于1
D.c点:
c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
【答案】D
【解析】溶液导电能力与离子浓度成正比,CH3COOH是弱电解质,溶液中离子浓度较小,加入NaOH后,溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强;HCl是强电解质,随着NaOH溶液加入,溶液体积增大,导致溶液中离子浓度减小,溶液导电能力减弱,当完全反应式离子浓度最小,继续加入NaOH溶液,离子浓度增大,溶液导电能力增强,根据图知,曲线Ⅰ代表0.1mol/LNaOH溶液滴定HC1溶液的滴定曲线,曲线Ⅱ代表0.1mol/LNaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线,据此分析
A.由分析可知曲线Ⅰ代表盐酸,曲线Ⅱ代表醋酸溶液,故A正确;
B.加入10mLNaOH达到滴定终点,故B正确;
C.B点为醋酸溶液,弱酸,pH值大于1,故C正确;
D.c点是醋酸与氢氧化钠恰好完全反应生成醋酸钠,溶液呈碱性,所以离子浓度的大小为:
c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故D错误
故选D。
9.青蒿酸的结构简式如图所示。
下列有关说法正确的是()
A.青蒿酸的分子式为C15H20O2
B.1mol青蒿酸最多可与3molH2发生加成反应
C.青蒿酸与
互为同分异构体
D.青蒿酸同分异构体中,只有一个苯环且苯环上连有-CHO和-OH各一个,分子中有6种不同化学环境氢原子的只有2种
【答案】C
【解析】A.由结构简式可知青蒿酸的分子式为C15H22O2,故A错误;
B.只有2个碳碳双键与氢气发生加成反应,则1mol青蒿酸可与2molH2发生加成反应,故B错误;
C.青蒿酸的不饱和度是5,
的不饱和度是5,且二者分子式相同,结构不同,所以为同分异构体,故C正确;
D.苯环上连有−CHO和−OH、分子中有6种不同化学环境氢的青蒿酸的同分异构体,苯环上醛基与羟基处在对位,同分异构体有
、
、
3种,故D错误。
故选C。
10.下列实验操作、现象和所得出的结论均正确的是()
选项
实验
现象
结论
A
向盛有少量Na2O2固体的试管中加入一定量蒸馏水,再滴加酚酞试液
溶液先变红后褪色
反应过程中可能产生了H2O2
B
向盛有饱和FeCl3溶液的试管中加入浓烧碱溶液充分搅拌,静置
出现均一稳定混合物
制得Fe(OH)3胶体
C
在某无色酸性溶液中加入Ba(NO3)2溶液
有白色沉淀生成
此原溶液中一定含有SO32-
D
取少量淀粉于试管中,加入稀硫酸后加热片刻,冷却后取清液,加入新制Cu(OH)2,再加热煮沸
未见红色沉淀
淀粉未发生水解
【答案】A
【解析】A.反应生成了NaOH,故酚酞变红,可能生成了H2O2,具有强氧化性,使其褪色,故A正确;
B.制得的Fe(OH)3沉淀,而非胶体,故B错误;
C.溶液中可能含有SO42-,故C错误;
D.淀粉水解成葡萄糖,与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,故D错误。
故选A。
11.下列叙述正确的是()
A.锅炉水垢中的CaSO4经饱和Na2CO3溶液浸泡可转化为CaCO3
B.常温下,在含有Ag+和Cl-的溶液中,Ag+和Cl-浓度之积是个常数
C.因为Na2S具有还原性,可作废水中Cu2+和Hg2+的沉淀剂
D.将浓度为0.1mol/L的HF溶液加水不断稀释,溶液中
始终保持增大
【答案】A
【解析】A.硫酸钙和碳酸钙阴离子和阳离子比相同,又CaCO3的溶度积常数比CaSO4小,所以锅炉水垢中的CaSO4经饱和碳酸钠溶液浸泡可转化为CaCO3,再加盐酸,水垢溶解,发生了沉淀转化,故A正确;
B.常温下饱和AgCl溶液中的Ag+和Cl-浓度之积是个常数,如果溶液不饱和,则Ag+和Cl-浓度之积与离子浓度有关,不是常数,故B错误;
C.因为导电能力与离子浓度成正比,所以当醋酸达到电离平衡后,加水稀释电离平衡向正反应方向移动,但溶液的导电能力减弱,故C错误;
D.因稀释时一段时间电离产生等量的H+和F-,溶液的体积相同,则两种离子的浓度的比值不变,但随着稀释的不断进行,c(H+)不会小于10-7molL-1,c(F-)不断减小,则比值变小,故D错误。
故选A。
12.下图所示实验中,能够达到实验目的的是()
A
B
C
D
制备H2SiO3胶体
验证:
溶解性AgCl>Agl>Ag2S
验证:
铁粉与水蒸气反应产生氢气
除去CO气体中的CO2气体
【答案】D
【解析】A.适量盐酸与硅酸钠溶液反应生成H2SiO3胶体,但加入过量的盐酸会使其发生聚沉生成H2SiO3沉淀,故A错误;
B.Ag2S与AgCl、AgI不是同种类型的物质,不能直接比较,故B错误;
C.铁粉与水蒸气反应需要在高温条件下,缺少该装置,故C错误;
D.NaOH可吸收CO2,又不引入新的杂质,故D正确。
故选D
13.甲乙丙丁戊是中学常见的无机物,他们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。
下列说法错误的是()
A.若戊为一种强碱且焰色反应为黄色,则反应①②可能都属于氧化还原反应
B.若甲为硫磺燃烧产物,丁为水,则戊不可用于干燥甲
C.常温下,若丙为无色气体,则戊不可用于干燥甲则甲、乙可能是铜和稀硝酸
D.若甲为浓盐酸,乙为MnO2,则戊可能使品红褪色
【答案】B
【解析】A.若戊为一种强碱且焰色反应为黄色,则戊为氢氧化钠,根据转化关系,甲乙分别为钠和氧气,丙可以是氧化钠或过氧化钠,若丙为过氧化钠,则上述反应可能都属于氧化还原反应,故A正确;
B.若甲为硫磺燃烧产物即为二氧化硫,则丙为三氧化硫,丁为水,戊为硫酸,浓硫酸可干燥二氧化硫,故B错误;
C.常温下,若丙为无色气体,戊为红棕色气体应为二氧化氮,则丙为一氧化氮,所以甲、乙可以是铜和稀硝酸反应生成一氧化氮也可以是其它金属和稀硝酸的反应生成NO,故C错误;
D.若甲为浓盐酸,乙为MnO2,则丙为氯气,若丁为水,则戊为次氯酸,次氯酸能使品红褪色,故D正确。
故选D。
14.用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O3,工艺流程如下图
已知生成氢化物沉淀的pH:
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
2.7
完全沉淀时
5.2
9.7
3.2
A.滤渣的成分为SiO2
B.滤液中含有的主要离子有Al3+、Fe3+、Fe2+、H+、SO42-
C.“除杂”中应加入还原剂,并调节pH为3.2~5.2
D.多次循环使用后母液中可回收的主要物质中一定含有SO42-
【答案】C
【解析】A.SiO2不与稀硫酸反应,故滤渣为SiO2,故A正确;
B.铝灰中的成分与稀硫酸反应,主成Al3+、Fe2+、Fe3+、H+、SO42-,故B正确;
C.“除杂”应加入氧化剂,使Fe2+转化成Fe3+,并调节pH在3.2~3.4之间故C错误;
D.加入硫酸,丙醛未对多余的SO42-除去,则一定含有,故D正确。
故选C。
15.(15分)乙酸和1-丁醇在浓硫酸作用下,反应温度为115~125℃时,可以制得具有水果香味的重要的化工原理乙酸乙酯。
有关物质的物理性质见下表。
乙酸
1-丁醇
乙酸乙酯
熔点/℃
16.6
-89.5
-73.5
沸点/℃
117.9
117.2
126.3
密度/g·cm-3
1.10
0.80
0.88
水溶性
互溶
互溶
微溶
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式____________________。
(2)乙酸乙酯粗产品的制备:
①制取乙酸乙酯的装置应选用__________(填“甲”或“乙”)。
在干燥的50mL圆底烧瓶中,装入2~3片沸石,加入12.0mL1-丁醇和16.0mL冰醋酸(过量),再加3~4滴浓硫酸开始缓慢加热,回流50min。
该实验不能采用水浴加热的理由是____________________。
②该实验生成物中除了主产物乙酸乙酯外,还可能生成的有机副产物有(写出结构简式)____________________。
③酯化反应是一个可逆反应,为提高1-丁醇的利用率,可采取的措施是__________。
(3)乙酸乙酯的精制
待反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别经历以下操作步骤:
①在洗涤操作中,用少量水,饱和NaHCO3溶液和水进行三次的洗涤、分液;第一次水洗的主要目的是__________,第二次水洗的主要目的是__________。
②分离处的产物中加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集125~130℃馏分。
实验中加入少量无水MgSO4的目的是__________。
在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,带分层后__________(填标号)。
A.直接将乙烯丁醇从分液漏斗的上口倒出
B.直接将乙酸乙酯从分液漏斗的下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸乙酯从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从上口倒出
(4)计算产率
最后测得由乙酸与1-丁醇反应生成的水体积为1.8mL,假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失,且忽略副反应,乙酸丁酯的产率为____________________。
【答案】
(1)CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CHCH3+H2O;
(2)①乙;温度超过了100℃,■■打不得该温度;
②CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH3;CH3CH2CH=CH;
③增加乙酸浓度,减小■成浓度;
(3)①第一次水洗洗掉大部分硫酸和酯酸,第二次洗掉碳酸氢钠;
②干燥乙酸乙酯;D;
(4)87.5%。
【解析】
(1)酸与醇的酯化反应,需主要反应条件;
(2)①反应物沸点低于产物,若采用甲装置,会造成反应物大量挥发,所以应有冷凝固流水的沸点为100℃,所以温度需求100℃以上的不能用水浴加热;
②丁醇可能发生分子间脱水和分子内脱水,生成两种副产物
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH3与CH3CH2CH=CH;
③可通过增加另一种反应物的浓度和减小主成物的浓度来提高转化率;
(3)①第一次水洗西区了未反应完的醋酸和硫酸,之后加入碳酸氢钠,所以第二次水洗是洗掉碳酸氢钠;
②用无水MgSO4进行干燥;
③乙酸丁酯的密度比水小,应从上口倒出,水层从下口放出;
(4)水的体积1.8mL,则为1.8g,0.1mol,生成0.1mol水的同时生成0.1mol,乙酸乙酯为13.2g。
醋酸过量,则用丁醇进行计算,12mL丁醇为9.6g反应理论上应生成
×132g,则转化率为
×100%=87.5%。
故答案为:
(1)CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CHCH3+H2O;
(2)①乙;温度超过了100℃,■■打不得该温度;
②CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH3;CH3CH2CH=CH;
③增加乙酸浓度,减小■成浓度;
(3)①第一次水洗洗掉大部分硫酸和酯酸,第二次洗掉碳酸氢钠;
②干燥乙酸乙酯;D;
(4)87.5%。
16.(14分)下图是以回收的废铁屑为原料制备聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3-
]m的工艺流程。
回答下列问题:
(1)废铁屑“粉碎”的目的是______________________________。
(2)“酸浸”时最合适的酸是__________(化学式),写出“酸浸”中发生的反应离子方程式__________、__________。
(3)最合适在“反应”时加入的氧化剂是__________(填标号)。
A.KMnO4B.Cl2C.H2O2D.HNO3
写出反应的反应离子方程式______________________________。
(4)“水解、聚合”时溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小或偏大都会造成产率降低,原因______________________________。
(5)某同学在实验室检验铁盐的氧化性,取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。
请利用所得混合液,设计简便的试管实验,验证KI溶液和FeCl3溶液发生可逆反应:
2Fe3++2I-
2Fe2++I2__________。
(写出选择的试剂、操作、实验现象及实验结论)。
【答案】
(1)增大接触面积,提高浸出率;
(2)H2SO4;2H++Fe=Fe2++H2↑;Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(3)C;
(4)pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大,容易生成Fe(OH)3;
(5)加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否有血红色有,血红色则说明该反应可逆反应。
【解析】
(1)粉碎过滤可以得到铁颗粒,在酸浸时增大接触面积提高浸出率;
(2)不能引入新的杂质,所以用H2SO4;
铁屑中除了铁单质外,还有Fe2O3,所以酸浸过程是Fe、Fe2O3与H+的反应;
(3)加入氧化剂使Fe2+变成Fe3+,又不带杂质,所以加入H2O2;
(4)铁离子易水解生成红褐色氢氧化铁胶体,pH偏大时容易生成Fe(OH)3,偏小时Fe3+水解程度若,产率降低;
(5)通过计算可以看出I-离子是过量的,如果该反应不是一个可逆反应,则反应后溶液中不存在Fe3+,所以选用CCl4将I2萃取出来,取水层溶液,滴加KSCN溶液,变红则说明溶液中含有Fe3+,该反应为可逆反应。
故答案为:
(1)增大接触面积,提高浸出率;
(2)H2SO4;2H++Fe=Fe2++H2↑;Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(3)C;
(4)pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大,容易生成Fe(OH)3;
(5)加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否有血红色有,血红色则说明该反应可逆反应。
17.(14分)合成甲醇燃料有多种途径。
(1)利用CO和H2进行合成一定温度,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中进行该反应的实验研究。
反应1:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H1=-90.73kJ·mol-1实验数据如下表:
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
CO(g)
H2(g)
CH3OH(g)
CH3OH(g)
a
127
0.10
0.20
0
0.080
b
127
0.20
0.40
0
x
c
227
0
0
0.10
y
①计算容器a中反应的化学平衡常数K=__________,此时CO的平衡转化率α(CO)=__________。
②达到平衡时,容器b中的正反应速率比容器a中的__________(填“大”或“小”)。
③达到平衡时,容器c中的y的值应__________0.080(填“>”、“<”或“=”)。
④若起始时向容器a中充入0.2molCO、0.3molH2和0.3molCH3OH,则反应将向__________方向进行(填“正反应”或“逆反应”)。
(2)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,整个反应体系发生的主要化学反应除了反应Ⅰ外,还有两个如下反应:
反应Ⅱ:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-58.00kJ·mol-1
反应Ⅲ:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
①计算△H3__________kJ·mol-1。
②合成气的组成
=2.60时,合成甲醇的整个反应体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图1所示。
α(CO)值随温度升高__________(填“增大”或“减小”)。
(3)甲醇可以制成燃料电池,工作原理图示如图2,写出负极反应式____________________。
【答案】
(1)①2500;80%;
②大;
③<;
④正反应;
(2)①+32.73;
②P3>P2>P1;正反应为压强减小的反应,所以压强越大,轻化率越高;
(3)CH3OH+H2O-be-=CO2+6H+。
【解析】
(1)①平衡时CH3OH为0.08mol,则CO为0.1-0.08=0.02mol,H2为0.2-0.08×2=0.04mol,体积为1L,则平衡时c(CH3OH)=0.08mol/L,c(CO)=0.02mol/L,c(H2)=0.04mol/L,计算化学平衡常数为K=
=250
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