丰台区2019年高三年级第二学期综合练习(二)化学
1.民间艺术是劳动人民智慧的结晶,下列中国传统民间艺术在表演过程中涉及化学变化的是
A
B
C
D
刺绣
打树花
剪纸
织锦
用针线在织物上
绣制图案
将熔化的铁水泼向
空中,迸溅出火花
用剪刀或刻刀在纸上剪刻花纹
用提花机织出图案
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】
化学变化的本质特征:宏观上可以看到各种化学变化都产生了新物质;从微观上化学反应前后原子的种类、个数没有变化,仅仅是原子与原子之间的结合方式发生了改变。
【详解】A.刺绣并未生成新的化学物质,不属于化学变化,故不选A;
B.将熔化的铁水泼向空中,空中铁水会和空气中氧气反应生成氧化物迸溅出火花,故选B;
C.用剪刀或刻刀在纸上剪刻花纹,没有新的化学物质生成,故不选C;
D.用提花机织出图案并未生成新的化学物质,故不选D;
答案:B
2.下列叙述不正确的是
A. 在氢氧化钠醇溶液作用下,醇脱水生成烯烃
B. 乙醇可与水任意比例混溶是因为乙醇与水形成了氢键
C. 油脂碱性水解所得高级脂肪酸钠盐常用于生产肥皂
D. 淀粉和纤维素属于多糖,在酸作用下水解,最终产物为葡萄糖
【答案】A
【解析】
【详解】A. 在氢氧化钠醇溶液是卤代烃发生消去反应的必要条件,在此条件下醇不能脱水,醇脱水需要浓硫酸做催化剂,控制一定温度,故选A;
B. 乙醇、水分子之间能形成氢键,氢键的存在使乙醇的溶解性显著增强,故不选B;
C. 肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠盐,它可通过油脂在碱性条件下发生皂化反应后盐析得到,故不选C;
D. 淀粉和纤维素属于多糖,在酸作用下水解,最终产物为葡萄糖,故不选D;
答案:A
3.下面是丁醇的两种同分异构体,其结构简式、沸点及熔点如下表所示:
异丁醇
叔丁醇
结构简式
沸点/℃
108
823
熔点/℃
-108
25.5
下列说法不正确的是
A. 用系统命名法给异丁醇命名为:2-甲基-1-丙醇
B. 异丁醇的核磁共振氢谱有三组峰,且面积之比是1∶2∶6
C. 用蒸馏的方法可将叔丁醇从二者的混合物中分离出来
D. 两种醇发生消去反应后得到同一种烯烃
【答案】B
【解析】
【详解】A. 醇的系统命名步骤:1.选择含羟基的最长碳链作为主链,按其所含碳原子数称为某醇;2.从靠近羟基的一端依次编号,写全名时,将羟基所在碳原子的编号写在某醇前面,例如1-丁醇CH3CH2CH2CH2OH;3.侧链的位置编号和名称写在醇前面。因此系统命名法给异
丁醇命名为:2-甲基-1-丙醇,故不选A;
B. 有几种氢就有几组峰,峰面积之比等于氢原子个数比;异丁醇的核磁共振氢谱有四组峰,且面积之比是1∶2∶1∶6,故选B;
C. 根据表格可知,叔丁醇的沸点与异丁醇相差较大,所以用蒸馏的方法可将叔丁醇从二者的混合物中分离出来,故不选C;
D. 两种醇发生消去反应后均得到2-甲基丙烯,故不选D;
答案:B
4.以CO2和Na2O2为原料,制取纯净干燥的O2,实验装置如下:
下列说法不正确的是
A. 装置②中试剂可以是NaOH溶液
B. 装置③的作用是干燥O2
C. 收集氧气应选择装置a
D. 装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶
【答案】C
【解析】
【分析】
实验原理分析:二氧化碳通过U型管与过氧化钠反应生成氧气,氧气和没有反应的二氧化碳通入碱液洗气瓶除二氧化碳,可增加盛有澄清石灰水的洗气瓶验证二氧化碳是否除尽,在通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氧气,最后收集;
【详解】A.装置②中试剂可以是NaOH溶液,用来除掉二氧化碳气体,故不选A;
B. 装置③中盛有浓硫酸,作用是干燥O2,故不选B;
C. 由于氧气密度大于空气,选择装置b,故选C;
D. 装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶,验证二氧化碳是否除尽,故不选D;
答案:C
5.关于下列实验现象的说法不正确的是
A. 氨气是无色有刺激性气味的气体,密度比空气小
B. 实验1,由喷泉现象可知氨气极易溶于水且溶解速率快
C. 实验1,烧瓶溶液中的含氮微粒有:NH3、NH3·H2O和NH4+
D. 实验2,加热过程中温度和c(NH3·H2O)对NH3·H2O电离平衡移动方向的影响一致
【答案】D
【解析】
【详解】A. 氨气是无色有刺激性气味的气体,氨气的相对分子质量17,空气平均相对分子质量29,根据密度比等于相对分子质量之比,可知氨气密度比空气小,故不选A;
B. 由于氨气极易溶于水,一体积水可以溶解700体积氨气,且溶解速率快,可以形成较大的压强差,所以可以做喷泉实验,故不选B;
C.烧瓶溶液中存在NH3+H20NH3.H2ONH4++OH-,因此含氮微粒有:NH3、NH3·H2O和NH4+,故不选C;
D.因为NH3·H2O不稳定受热易分解,加热过程中会让NH3·H2O分解,c(NH3·H2O)减小使电离平衡逆向移动;弱电解质的电离是吸热过程,升高温度促进电离平衡正向移动。由题中信息可知,加热后溶液的红色变浅,说明温度和c(NH3·H2O)对NH3·H2O的电离平衡的影响是不一致的,故选D;
答案:D
【点睛】易错选项D,要综合分析NH3·H2O的不稳定性对其浓度的影响,以及浓度变化和温度变化对弱电解质的电离平衡的影响。
6.下列实验所得结论正确的是
A. ①中溶液红色褪去的原因是:CH3COOC2H5 + NaOH =CH3COONa + C2H5OH
B. ②中溶液变红的原因是:CH3COO- + H2O CH3COOH + H+
C. 由实验①、②、③推测,①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞
D. ④中红色褪去证明右侧小试管中收集到的乙酸乙酯中混有乙酸
【答案】C
【解析】
详解】A. 由于产物CH3COONa水解可使溶液显碱性,不可能使溶液红色褪去,故A错误;
B. ②中溶液变红的原因是:CH3COO-+ H2OCH3COOH + OH-,故B错误;
C. ②中由于CH3COONa溶液水解显碱性,会使溶液变红,而③中滴加酚酞溶液变红,说明①中的下层溶液中没有酚酞,综合考虑①、②、③推测,①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞,故C正确;
D. 溶液红色褪去的可能原因:(1)乙酸与碳酸钠反应,同时乙酸过量;(2)乙酸乙酯萃取了酚酞,故D错误;
答案:C
【点睛】本题有一定难度,考查学生分析对比能力,易错选项D。
7.Fe3O4中含有、,分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ),以Fe3O4/Pd为催化材料,可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO2-,其反应过程示意图如图所示,下列说法不正确的是
A. Pd上发生的电极反应为:H2 - 2e- 2H+
B. Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用
C. 反应过程中NO2-被Fe(Ⅱ)还原为N2
D. 用该法处理后水体的pH降低
【答案】D
【解析】
【分析】
根据图像可知反应流程为(1)氢气失电子变为氢离子,Fe(Ⅲ)得电子变为Fe(Ⅱ);(2)Fe(Ⅱ)得电子变为Fe(Ⅲ),NO2-被Fe(Ⅱ)还原为N2。如此循环,实现H2消除酸性废水中的致癌物NO2-的目的,总反应为3H2+2 NO2-+2H+=N2↑+4H2O。
【详解】根据上面分析可知:
A. Pd上发生的电极反应为:H2 - 2e- 2H+,故不选A;
B. 由图中信息可知,Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)是该反应的催化剂,其相互转化起到了传递电子的作用,故不选B;
C.反应过程中NO2-被Fe(Ⅱ)还原为N2,故不选C;
D.总反应为3H2+2 NO2-+2H+=N2↑+4H2O。,用该法处理后由于消耗水体中的氢离子,pH升高,故选D;
答案:D
8.高分子化合物M的合成路线如下:
已知:
(1)A中含氧官能团的名称是______。
(2)反应①的试剂和条件为_______,B的结构简式为______。
(3)D为酯类,以乙醛为原料,写出合成D所涉及的化学方程式______。
(4)2 D → E + C2H5OH,F中含有醇羟基,写出下列物质的结构简式:E________ F________G___
(5)反应①~⑥中属于取代反应的有______。
【答案】 (1). 羰基 (2). 浓硝酸/浓硫酸、加热 (3). (4). CH3CHO+H2 CH3CH2OH
2CH3CHO+O2 2CH3COOH
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O (5). (6). (7). (8). ①③
【解析】
【分析】
线路分析:(1)逆推法,根据C的结构简式和反应条件Fe/HCl可知,B到C
是硝基还原成氨基,推出B的结构简式,根据B可知A在浓硝酸和浓硫酸,加热条件下发生取代反应生成B(),由此推测出A;(2)根据产物M()逆推,可知单体G为,因为F中含有醇羟基,可知是F发生醇消去反应生成G,再联系C()的结构,可知F为,根据F()和C()逆推出E(),因为2 D → E + C2H5OH,可知两分子D发生取代反应:2CH3COOC2H5 → + C2H5OH,可知D为CH3COOC2H5。整个推断注意仔细观察有机物结构的变化,主要采用逆推法。
【详解】(1)由以上分析可知A的结构简式为,A中含氧官能团的名称是羰基;
答案:羰基
(2)反应①为+HNO3 +H2O,因此试剂和条件为浓硝酸/浓硫酸、加热,B的结构简式为;
答案:浓硝酸/浓硫酸、加热
(3)乙醛还原成乙醇,氧化成乙酸,乙醇与乙酸发生酯化反应生成D(乙酸乙酯)和水,合成D的化学方程式CH3CHO+H2 CH3CH2OH
2CH3CHO+O2 2CH3COOH
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O;
答案:CH3CHO+H2 CH3CH2OH 2CH3CHO+O2 2CH3COOH
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O;
(4)由上面分析可知:2CH3COOC2H5 → + C2H5OH,E为,F为,G为;
(5)反应①为硝化反应,属于取代反应,反应②为硝基还原为氨基,属于还原反应,反应③为乙酸乙酯发生分子间取代反应,④属于加成反应⑤属于消去反应⑥属于加聚反应,因此反应①~⑥中属于取代反应的有①③;
答案:①③
【点睛】本题主要是逆推法的应用,难点是E、F结构式的推测。
9.含+6价铬的废水毒性强,对环境污染严重。化工厂常用SO2处理含铬废水,其工艺流程如下图所示:
已知:Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+
(1)将吸收塔中1mol Cr2O72-与SO2反应的热化学方程式补全。
Cr2O72-(aq) + __SO2(g) + ___ ___ + ___ +___ ΔH = -1145 kJ/mol
(2)其他条件不变,研究吸收塔中pH对反应的影响。
pH
2
4
6
Cr(+6)
最大去除率
99.99%
达排放标准
99.95%
达排放标准
99.5%
未达排放标准
时间
30 min
35 min
45 min
①由上述数据获得的结论有________。
②实际工业生产控制pH = 4左右的原因是________。
③下列说法不合理的是________。
a.该酸性含铬废水中一定含有CrO42-,pH越大其含量越高
b.其他条件不变,增大压强,吸收塔中反应的K增大,有利于除去Cr(+6)
c.理论上看,SO32-、Fe2+等也可以用于除去Cr(+6)
(3)其他条件不变,研究温度对Cr(+6)去除率的影响(如图1所示)。
30min前相同时间内,80℃的Cr(+6)去除率比40℃高,30min后80℃的Cr(+6)去除率低,原因分别是_______;_______。
(4)图2为Cr(+3)微粒物质的量分数随溶液pH的变化关系示意图,中和池中应控制pH范围为_________。
(5)废水中Cr(+6)总浓度为a×10-3 mol/L,处理1000 L废水,去除率要求达到99.95%,理论上需要SO2物质的量为_________mol(写计算式)。
【答案】 (1). 3 (2). 2H+(aq) (3). 2Cr3+(aq) (4). 3SO42-(aq) (5). H2O(l) (6). pH越大,Cr(+6)的去除率降低,反应速率越慢 (7). 与pH=2相比,pH=4时,Cr(+6)的去除率已达排放标准,控制pH=4左右可减少中和池中NaOH的用量,节约成本 (8). b (9). 30min前,Cr(+6)去除率主要由反应速率决定,温度高反应速率快,因此80℃的去除率更高 (10). 30min后,Cr(+6)去除率主要有反应限度决定,Cr2O72-与SO2的反应放热,温度越高,K越小,因此80℃的去除率比40℃低。 (11). 8~9.5左右 (12). 1.5a×99.95%
【解析】
【分析】
Cr(+6)在酸性环境下主要以Cr2O72-形式存在,将具有强还原性的二氧化硫气体通入吸收塔与Cr(+6)发生氧化还原反应,将Cr(+6)降价生成Cr3+,中和池中加入NaOH使其生成氢氧化物沉淀除去。
(1)氧化还原反应离子方程式配平,利用得失电子数相等和原子守恒配平;热化学方程式书写注意注明状态;
(2)①根据表格可以得出随pH的增大Cr(+6)去除率的变化和去除所需时间。
②从速率、去除率、消耗原料几个角度综合分析;
③a.根据勒夏特例原理分析;b.k的变化只与温度有关;c.氧化还原角度分析;
(3)从速率和平衡两个角度分析;
(4)找出Cr(OH)3物质的量分数最大的pH范围即可;
(5)利用得失电子数相等进行计算。
【详解】(1)三步法配平:①根据化合价升降相等,配平化合价发生变化的元素②根据左右两边电荷守恒配平,酸性添加氢离子,碱性氢氧根离子 ③根据原子守恒配平添加水;热化学方程式书写注意注明状态,Cr2O72-(aq) + 3SO2(g) + 2H+(aq) 2Cr3+(aq) +3SO42-(aq)+H2O(l) ΔH = -1145 kJ/mol;
答案:3 2H+(aq) 2Cr3+(aq) 3SO42-(aq) H2O(l)
(2)①根据表格可以得出结论,随着pH的升高,Cr(+6)的去除率降低,反应速率变慢;
答案:pH越大,Cr(+6)的去除率降低,反应速率越慢
②实际工业生产应该从节省原料,条件易控角度分析,控制pH = 4左右的原因是Cr(+6)的去除率已达排放标准,控制pH=4左右可减少中和池中NaOH的用量,节约成本;
答案:Cr(+6)的去除率已达排放标准,控制pH=4左右可减少中和池中NaOH的用量,节约成本
③a.根据题干信息Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+,该酸性含铬废水中一定含有CrO42-,pH增大相当于减小氢离子浓度,平衡正向移动,CrO42-含量越高,故不选a;
b.K的变化只与温度有关,压强无影响,故选b;
c.SO32-、Fe2+等也具有强还原性,可以与Cr(+6)发生氧化还原反应,用于除去Cr(+6),故不选c;
答案:b
(3)仔细观察图像可以发现前30min,80℃单位时间内去除率越高,反应速率越快;30min后去除率后面几乎不发生变化,说明达到了平衡,40℃时去除率要高,从平衡角度分析。
答案:30min前,Cr(+6)去除率主要由反应速率决定,温度高反应速率快,因此80℃的去除率更高;30min后,Cr(+6)去除率主要有反应限度决定,Cr2O72-与SO2的反应放热,温度越高,K越小,因此80℃的去除率比40℃低。
(4)Cr(+3)是以氢氧化铬沉淀形式除掉,所以根据图像选择氢氧化铬物质的量分数最大的pH范围;
答案:8~9.5左右
(5)利用氧化还原反应得失电子数相等列关系式可知
2Cr(+6) ~ 3SO2
2mol 3mol
a×10-3 mol/L×1000L×99.95% n(SO2)
计算得 n(SO2)=3mol×a×10-3 mol/L×1000L×99.95%/(2mol ) = 1.5a×99.95%mol;
答案:1.5a×99.95%
10.硒是动物和人体所必需微量元素之一,也是一种重要的工业原料。硒在自然界中稀少而分散,常从精炼铜的阳极泥中提取硒。
(1)粗铜精炼时,通常用精铜作____极(填“阴”或“阳”)。
(2)硒在元素周期表中的位置如图所示:
Se原子结构示意图可表示为________。
②从原子结构角度解释硫与硒元素性质相似与不同的原因:同一主族________。
(3)阳极泥中的硒主要以Se和CuSe的形式存在,工业上常用硫酸化焙烧法提取硒,主要步骤如下:
i.将含硒阳极泥与浓硫酸混合焙烧,产生SO2、SeO2的混合气体
ii.用水吸收i中混合气体,可得Se固体
① 请写出CuSe与浓H2SO4反应的化学方程式________。
② 焙烧过程产生的烟气中含有少量SeO2,可用NaOH溶液吸收,二者反应生成一种盐,该盐的化学式为_______。
③ 写出步骤ⅱ中的化学方程式_______。
(4)下列说法合理的是________。
a. SeO2既有氧化性又有还原性,其还原性比SO2强
b. 浓硒酸可能具有强氧化性、脱水性
c. 热稳定性:H2Se < HCl < H2S
d. 酸性:H2SeO4 < HBrO4 < HClO4
【答案】 (1). 阴 (2). (3). 同一主族,最外层电子数相同,因此性质相似。原子半径不同,得失电子能力不同,性质不同。 (4). CuSe+4H2SO4(浓)CuSO4+SeO2↑+3SO2↑+4H2O (5). Na2SeO3 (6). SeO2+2SO2+2H2O=Se↓+2H2SO4 (7). bd
【解析】
【分析】
(1)粗铜精炼时,粗铜作阳极,精铜作阴极,硫酸酸化的硫酸铜作电解质溶液;
(2)①硒在元素周期表中的位置根据图示可知位于第四周期第VIA族;
②从原子结构分析,原子的最外层电子主要决定化学性质。原子核对最外层电子的引力也会对化学性质略有影响;
(3)① 根据i确定产物为CuSO4、SO2、SeO2,采用零价配平法假设CuSe中Cu与Se元素均为0价,根据化合价升降相等配平;
② SeO2与SO2的性质相似,用NaOH溶液吸收,确定盐的化学式;
③ 根据氧化还原反应化合价升降相等和原子守恒进行配平书写方程式;
(4)a.SeO2中Se的化合价可以升高到+6价,也可以降低到0价,因此既有氧化性也有还原性,根据方程式 SeO2+2SO2+2H2O=Se↓+2H2SO4,可知SeO2的氧化性比SO2强;
b. 浓硒酸的性质与浓硫酸性质应该相似;c. 非金属性越强,气态氢化物越稳定;
d.非金属性越强,最高价氧化物水化物的酸性越强。
【详解】(1)粗铜精炼时,粗铜作阳极,精铜作阴极,硫酸酸化的硫酸铜作电解质溶液;
答案:阴
(2)硒在元素周期表中的位置根据图示可知位于第四周期第VIA族,Se原子结构示意图可表示为;
答案:
②硫与硒元素位于同一主族,最外层电子数相同因此性质相似;同一主族从上到下原子半径增大,原子核对最外层电子引力减小,得电子能力减弱,失电子能力增强;
答案:同一主族,最外层电子数相同,因此性质相似。原子半径不同,得失电子能力不同,性质不同。
(3)①根据i确定产物为CuSO4、SO2、SeO2,采用零价配平法假设CuSe中Cu与Se元素均为0价,根据化合价升降相等配平,可得CuSe+4H2SO4(浓)CuSO4+SeO2↑+3SO2↑+4H2O;
答案:CuSe+4H2SO4(浓)CuSO4+SeO2↑+3SO2↑+4H2O
② SeO2与NaOH溶液的反应应该与SO2与NaOH反应相似,因此确定该盐的化学式为Na2SeO3;
答案:Na2SeO3
③ 根据已知可知步骤ⅱ确定反应物为SO2、SeO2的混合气体和水,产物有Se,根据化合价有升必有降可知,SO2中S的化合价升高到+6价,配平得到方程式;
答案:SeO2+2SO2+2H2O=Se↓+2H2SO4
(4)a.SeO2中Se的化合价可以升高到+6价,也可以降低到0价,因此既有氧化性也有还原性,根据方程式 SeO2+2SO2+2H2O=Se↓+2H2SO4,可知SeO2的氧化性比SO2强,故不选a;
b. 浓硒酸与浓硫酸均属于同一主族最高价含氧酸,因此性质可能相似,具有强氧化性、脱水性,故选b;
c. 非金属性越强,气态氢化物越稳定,同一主族从上到下非金属性减弱,同一周期从左到右非金属性增强,因此非金属性Cl>S>Se,因此热稳定性H2Se