2019年朝阳高三二模化学
1.我国在物质制备领域成绩斐然,下列物质属于有机物的是
A. 双氢青蒿素
B. 全氮阴离子盐
C. 聚合氮
D. 砷化铌纳米带
【答案】A
【解析】
【分析】
有机化合物主要是由碳元素、氢元素组成,是一定含碳的化合物,根据结构式找出其组成元素,据此分析作答。
【详解】A. 根据结构简式可知,双氢青蒿素的组成元素有C、H、O,属于有机物,A项正确;
B. 全氮阴离子盐中不含C元素,不属于有机物,B项错误;
C. 聚合氮中只有氮元素,不含C元素,不属于有机物,C项错误;
D. 砷化铌纳米带不含C元素,不属于有机物,D项错误;
答案选A。
2.下列过程中没有发生化学变化的是
A. 浓硫酸使蔗糖变黑 B. 二氧化氮低温冷凝形成无色液体
C. 液氨汽化起制冷作用 D. 亚硫酸钠除去水中的溶解氧
【答案】C
【解析】
【分析】
有新物质生成的变化属于化学变化。
【详解】A. 浓硫酸具有脱水性和强氧化性,把浓硫酸加入蔗糖中,使蔗糖脱水生成碳而变黑,同时浓硫酸又把碳氧化为CO2、SO2等气体使体积膨胀,其中都是化学变化,A项正确;
B. 二氧化氮经加压冷凝成无色液体,二氧化氮转化为无色的四氧化二氮,有新物质生成,属于化学变化,B项正确;
C. 液氨汽化起制冷作用,利用的是液氨的沸点低的物理性质,属于物理变化,没有新物质生成,C项错误;
D. 亚硫酸钠具有还原性,可以与水中的氧气发生氧化还原反应,属于化学变化,D项正确;
答案选C。
3.下列解释事实的化学用语不正确的是
A. 闪锌矿(ZnS)经CuSO4溶液作用后,转化为铜蓝(CuS):ZnS + Cu2+ === CuS + Zn2+
B. 0.1 mol/L 的醋酸溶液pH约为3:CH3COOH CH3COO- + H+
C. 电解NaCl溶液,阴极区溶液pH增大:2H2O + 2e- === H2↑+ 2OH-
D. 钢铁发生吸氧腐蚀,负极反应为:Fe-3e- === Fe3+
【答案】D
【解析】
【详解】A. 闪锌矿(ZnS)经CuSO4溶液作用后,因ZnS的溶解度比CuS的大,则可发生沉淀的转化其离子方程式为:ZnS + Cu2+ === CuS + Zn2+,A项正确;
B. 0.1 mol/L 的醋酸溶液pH约为3,是因为醋酸是弱酸,发生部分电离,其电离方程式为:CH3COOH CH3COO- + H+,B项正确;
C. 电解NaCl溶液,阴极区水中的氢离子得电子生成氢气,溶液pH增大,电极反应式为:2H2O + 2e- === H2↑+ 2OH-,C项正确;
D. 钢铁发生吸氧腐蚀,负极铁失电子生成亚铁离子,其电极反应式为:Fe-2e- === Fe2+,D项错误;
答案选D。
【点睛】注意D选项是学生易疏忽的考点,钢铁发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀,其负极均为铁失电子生成亚铁离子的过程,不能直接得到铁离子。
4.氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是
A. 催化剂a表面发生了极性共价键的断裂和形成
B. N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
C. 在催化剂b表面形成氮氧键时,不涉及电子转移
D. 催化剂a、b能提高反应的平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂A表面是氮气与氢气生成氨气的过程,发生的是同种元素之间非极性共价键的断裂,A项错误;
B. N2与H2在催化剂a作用下反应生成NH3属于化合反应,无副产物生成,其原子利用率为100%,B项正确;
C. 在催化剂b表面形成氮氧键时,氨气转化为NO,N元素化合价由-3价升高到+2价,失去电子,C项错误;
D. 催化剂a、b只改变化学反应速率,不能提高反应的平衡转化率,D项错误;
答案选B。
【点睛】D项是易错点,催化剂通过降低活化能,可以缩短反应达到平衡的时间,从而加快化学反应速率,但不能改变平衡转化率或产率。
5.乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下(起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol,容器体积为1 L)。
下列分析不正确的是
A. 乙烯气相直接水合反应的∆H<0
B. 图中压强的大小关系为:p1>p2>p3
C. 图中a点对应的平衡常数K =
D. 达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b
【答案】B
【解析】
【分析】
依据图像分析,在同一个压强下,随着温度的升高,乙烯平衡转化率降低,不利于平衡向正反应方向进行,可知该反应正方向为放热反应;根据C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)可知,该反应是气体体积分数减小的体系,再结合平衡常数表达式及压强与温度对速率与平衡的影响作答。
【详解】A. 根据上述分析可知,乙烯气相直接水合反应为放热反应,即∆H<0,A项正确;
B. 由方程式C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体体积减小的反应,所以增大压强,平衡正向移动,乙烯的转化率提高,因此压强关系是:p1< p2< p3< p4,B项错误;
C. 根据图示可知,起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol,容器体积为1 L,a点乙烯的平衡转化率为20%,则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L,则 C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)
开始(mol/L) 1 1 0
转化(mol/L) 0.2 0.2 0.2
平衡(mol/L) 0.8 0.8 0.2
所以K==,C项正确;
D. 增大压强,化学反应速率会加快,则反应达到平衡的时间会缩短,由上述分析可知,p2 < p3,因此达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b,D项正确;
答案选B。
6.线型PAA()具有高吸水性,网状PAA在抗压性、吸水性等方面优于线型PAA。网状PAA的制备方法是:将丙烯酸用NaOH中和,加入少量交联剂a,再引发聚合。其部分结构片段如图:下列说法不正确的是
A. 线型PAA的单体不存在顺反异构现象
B. 形成网状结构的过程发生了加聚反应
C. 交联剂a的结构简式是
D. PAA的高吸水性与—COONa有关
【答案】C
【解析】
【分析】
根据
【详解】A. 线型PAA()的单体为丙烯酸钠,不存在顺反异构体,A项正确;
B. 丙烯酸钠与交联剂发生了加聚反应,碳碳双键变成单键,不饱和度降低形成聚合物,B项正确;
C. 根据上述聚合物的部分片段可以看出交联剂的结构简式为:,C项错误;
D. 依据相似相容原理可知,—COONa为可溶性的盐,PAA的高吸水性与—COONa有关,D项正确;
答案选C。
【点睛】A项是易错点,顺反异构是空间构象不同按"顺序规则"分别比较每个碳原子上连接两个原子或基团,若两个较优基团在π键平面同侧者为Z型异构体,在异侧者为E型异构体。
7.探究Na2O2与水的反应,实验如图:(已知:H2O2 H+ + HO2-、HO2- H+ + O22-)下列分析不正确的是
A. ①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B. ①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C. ②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同
D. 通过③能比较酸性:HCl>H2O2
【答案】D
【解析】
【分析】
根据实验探究可以看出,试管①过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气,试管②中高锰酸钾具有氧化性,产生气体,溶液褪色,则体现了过氧化氢的还原性;试管③中过氧化氢与氯化钡发复分解反应生成过氧化钡沉淀与稀盐酸,试管④中过氧化钡再与稀硫酸反应生成过氧化氢与硫酸钡沉淀,试管⑤中探究过氧化氢在二氧化锰催化剂作用下分解生成水和氧气,据此分析作答。
【详解】A. 试管①中过氧化钠与水反应最终生成氢氧化钠与氧气,试管⑤中过氧化氢在二氧化锰催化剂作用下分解生成水和氧气,因此产生的气体均能是带火星的木条复燃,A项正确;
B. ①中反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠,过氧化氢分解生成水和氧气,发生的反应为复分解与氧化还原反应,④中过氧化钡再与稀硫酸反应生成过氧化氢与硫酸钡沉淀,过氧化氢分解产生了氧气,因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应,B项正确;
C. ②中KMnO4与过氧化氢反应生成氧气,KMnO4体现氧化性,而⑤中MnO2则起催化作用,两个试管中产生氧气的量均由过氧化氢的量决定,因溶液时等分的,所以产生气体的量相同,C项正确;
D. 根据已知条件可以看出过氧化氢属于二元弱酸,而盐酸属于一元强酸。试管③因为生成了
过氧化钡沉淀,不是可溶性的盐溶液,则不能证明盐酸与过氧化氢的酸性强弱,D项错误;
答案选D。
8.香豆素衍生物Q是合成抗肿瘤、抗凝血药的中间体,其合成路线如下。
已知:
I、
II、
(1)A的分子式为C6H6O,能与饱和溴水反应生成白色沉淀。
① 按官能团分类,A的类别是_________。
② 生成白色沉淀的反应方程式是_________。
(2)A→B的反应方程式是_________。
(3)D→X的反应类型是_________。
(4)物质a的分子式为C5H10O3,核磁共振氢谱有两种吸收峰,由以下途径合成:
物质a的结构简式是_________。
(5)反应ⅰ为取代反应。Y只含一种官能团,Y的结构简式是_________。
(6)生成香豆素衍生物Q的“三步反应”,依次为“加成反应→消去反应→取代反应”,其中“取代反应”的化学方程式为_________。
(7)研究发现,一定条件下将香豆素衍生物Q水解、酯化生成 ,其水溶性增强,更有利于合成其他药物。请说明其水溶性增强的原因:______。
【答案】 (1). 酚类 (2). +3Br2+3HBr (3). +HCHO (4). 取代(酯化)反应 (5). (6). (7). +CH3CH2OH (8). –COOH是强亲水性基团
【解析】
【分析】
A的分子式为C6H6O,能与饱和溴水反应生成白色沉淀,则A为苯酚,结合A与B加氧氧化生成,可知,B为;煤多步转化为D,根据分子式结合酯化反应的条件可知,D为乙醇,乙醇与乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,则X为乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3),根据已知信息II可知,乙酸乙酯与物质a发生取代反应生成了乙醇与物质Y,物质Y与可合成目标产物,结合条件再分析作答。
【详解】(1)A的分子式为C6H6O,能与饱和溴水反应生成白色沉淀,则A为苯酚,
① 按官能团分类,A属于酚类,故答案为:酚类;
② 苯酚与浓溴水反应生成三溴苯酚白色沉淀,其反应方程式为,故答案为:。
(2)A→B的反应为苯酚与甲醛生成的过程,其化学方程式为,故答案为:;
(3)D→X为乙醇与乙酸在浓硫酸催化作用下加热生成乙酸乙酯的过程,其反应类型为取代(酯化)反应,故答案为:取代(酯化)反应;
(4)D为乙醇,与发生取代反应会生成,其分子式为C5H10O3,故答案为:;
(5)根据给定已知信息II及上一问求出的物质a的结构简式可知,CH3COOCH2CH3与物质a发生取代反应生成Y与乙醇,且Y中只含一种官能团,则Y为,故答案为:;
(6)物质Y为,与根据给定已知条件I先发生加成反应生成,在经过消去反应生成,再自身发生取代反应生成,故答案为:;
(7)与相比,从官能团结构可以看出,因为–COOH是强亲水性基团,所以引入的羧基导致其水溶性增强,故答案为:–COOH是强亲水性基团。
【点睛】利用已知信息推出X到Y的转化过程是解题的关键,其中三步反应是难点,要求学生抓住多官能团的结构与性质,尤其利用已知信息根据加成反应的特点,无副产物出现,推出加成产物为,这道题强化了逻辑推理能力,考查了学生对有机物反应的理解能力。
9.以海绵铜(CuO、Cu)为原料制备氯化亚铜(CuCl)的一种工艺流程如下。
(1)“溶解”过程:生成CuSO4的反应方程式:CuO + H2SO4 === CuSO4 + H2O、________。
(2)“吸收”过程:
① 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) DH = -112.6 kJ·mol-1
提高NO平衡转化率的方法是________(写出两种)。
② 吸收NO2的有关反应如下:
反应Ⅰ:2NO2(g) + H2O(l) === HNO3(aq) + HNO2(aq) DH = -116.1 kJ·mol-1
反应Ⅱ:3HNO2(aq) === HNO3(aq) + 2NO(g) + H2O(l) DH = -75.9 kJ·mol-1
用水吸收NO2生成HNO3和NO热化学方程式是________。
(3)“电解”过程:
HNO2为弱酸。通过电解使HNO3得以再生,阳极的电极反应式是________。
(4)“沉淀”过程:
① 产生CuCl的离子方程式是_________。
② 加入适量Na2CO3,能使沉淀反应更完全,原因是_________。
(5)测定CuCl含量:
称取氯化亚铜样品m g,用过量的FeCl3溶液溶解,充分反应后加入适量稀硫酸,用x mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液y mL。滴定时发生的离子反应:Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ === 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O样品中CuCl(M=99.5 g·mol-1)的质量分数为________。
【答案】 (1). (2). 降低温度、增大压强、提高等 (3). 3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(aq)+NO(g)△H=-212.1kJ·mol-1 (4). (5). (6). 消耗,使减小,有利于生成CuCl的反应正向进行 (7).
【解析】
【分析】
海绵铜(CuO、Cu)中CuO与稀硫酸反应转化为硫酸铜,因硝酸在酸性条件下具有氧化性,会将Cu氧化为铜离子,最终生成硫酸铜,二氧化硫具有还原性,再讲铜离子还原为氯化亚铜;NO合理利用经过氧化与电解过程得到硝酸,据此分析作答。
【详解】(1)“溶解”过程除了氧化铜溶于稀硫酸过程,Cu在酸性条件下与硝酸会发生氧化还原反应,其化学方程式为:,故答案为: ;
(2)① 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) DH = -112.6 kJ·mol-1,该反应正向是气体体积分数减小的放热反应,则提高NO平衡转化率的方法可以为:降低温度、增大压强、提高等(任写两种即可);
②根据盖斯定律可知,(反应Ⅰ×3+反应Ⅱ)得到用水吸收NO2生成HNO3和NO的热化学方程式为:3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(aq)+NO(g) △H=-[-116.1 kJ·mol-1×3+(-75.9 kJ·mol-1)]=-212.1kJ·mol-1,故答案为:3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(aq)+NO(g)△H=-212.1kJ·mol-1;
(3)电解过程中,阳极HNO2发生失电子的氧化反应生成硝酸,其电极反应式为;
(4)①铜离子与二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化亚铜,其离子方程式为:;
②生成氯化亚铜沉淀的方程式为:
,反应中有硫酸生成,加入适量Na2CO3,其中消耗,使减小,有利于生成CuCl的反应正向进行;
(5)氯化亚铜与氯化铁发生反应:Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-,加入K2Cr2O7溶液,发生反应:6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,反应的关系式为
6CuCl~6Fe2+~Cr2O72-
6 1
n xy×10-3mol
n=6xy×10-3mol
m(CuCl)=99.5g/mol×6xy×10-3mol=0.597xy g
则样品中CuCl的质量分数为。
【点睛】本题以物质制备为线索,考查了反应条件的控制、物质的作用、分离混合物的方法、反应的离子方程式的书写及物质含量的测定。在书写离子方程式时,若反应属于氧化还原反应,则应该符合电子守恒、电荷守恒、原子守恒,同时注意在酸性环境不可能存在大量OH-,同时在碱性溶液中不可能大量存在H+;当测定物质成分,发生的反应有多个步骤时,首先根据反应方程式得到已知物质与待求物质之间的关系式,然后利用关系式中相应物质的物质的量关系计算其物质的量,再根据n=m/M计算其质量,最后物质物质含量的计算式得到其质量分数。关系式法计算可以大大简化计算过程、步骤,同时增加了计算正确性。
10.将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。
(1)H2S的转化
Ⅰ
克劳斯法
Ⅱ
铁盐氧化法
Ⅲ
光分解法
① 反应Ⅰ的化学方程式是________。
② 反应Ⅱ:____+ 1 H2S == ____Fe2+ + ____S↓ + ____(将反应补充完整)
③ 反应Ⅲ体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因:_______。
(2)反应Ⅲ硫的产率低,反应Ⅱ的原子利用率低。我国科研人员设想将两个反应耦合,实现由H2S高效产生S和H2,电子转移过程如图。
过程甲、乙中,氧化剂分别是______。
(3)按照设计,科研人员研究如下。
① 首先研究过程乙是否可行,装置如图。经检验,n极区产生了Fe3+,p极产生了H2。n极区产生Fe3+的可能原因:
ⅰ.Fe2+ - e- = Fe3+
ⅱ.2H2O -4e-=O2 +4H+,_______(写离子方程式)。经确认,ⅰ是产生Fe3+的原因。过程乙可行。
② 光照产生Fe3+后,向n极区注入H2S溶液,有S生成,持续产生电流,p极产生H2。研究S产生的原因,设计如下实验方案:______。 经确认,S是由Fe3+氧化H2S所得,H2S不能直接放电。过程甲可行。
(4)综上,反应Ⅱ、Ⅲ能耦合,同时能高效产生H2和S,其工作原理如图。
进一步研究发现,除了Fe3+/Fe2+ 外,I3-/I- 也能实现如图所示循环过程。结合化学用语,说明I3-/I- 能够使S源源不断产生的原因:________。
【答案】 (1). ↓ (2). 2Fe3+ (3). 2 (4). 1 (5). 2H+ (6). O与S位于同主族,原子半径S>O,得电子能力SI2;
(3)若向ⅱ的黄色溶液中加入AgNO3溶液,可产生黄色沉淀,使反应a中的I-浓度降低,平衡向正向移动,故答案为:正向;
(4)Ⅰ.沉淀洗涤后,加入浓硝酸,黑色固体消失,生成红棕色气体,再向溶液中加入NaCl溶液,出现白色沉淀,则证明黑色固体为Ag;
(5)①碘水本身与AgNO3溶液反应产生黄色沉淀,因此不能证明反应a的平衡向正向移动;
②向FeSO4溶液滴加AgNO3溶液,若出现黑色沉淀,向上层清液中加入KSCN溶液,变红,则证明Fe3+ 可能由Ag+ 氧化产生,故答案为:出现黑色沉淀,向上层清液中加入KSCN溶液,变红;
(6)取ⅱ的黄色溶液,加入少量溶液,产生黄色沉淀后,立即向上层清液中加入过量KSCN溶液,不变红。由此得出结论:不能充分说明(4)中产生Fe3+的原因是由反应a的平衡移动造成的。