【化学】河北省武邑中学2019-2020学年高二下学期3月线上考试(解析版)
河北省武邑中学2019-2020学年高二下学期3月线上考试
1.下列化学用语书写正确的是( )
A. 次氯酸的电离方程式:HClO===H++ClO-
B. 铝溶于烧碱溶液的离子方程式:Al+2OH-==AlO2-+H2↑
C. 电解精炼铜的阴极反应式:Cu-2e-==Cu2+
D. 已知中和热为57.3 kJ·mol-1,稀硫酸与氢氧化钠稀溶液反应的热化学方程式:H2SO4 (aq)+2NaOH(aq)==Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
A项,次氯酸是一元弱酸,部分电离,电离方程式为:HClOH++ClO-,故A错误;B项,铝与烧碱溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,则离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故B错误;C项,阴极发生还原反应,电解精炼铜过程中,阴极上Cu2+得电子生成Cu,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,故C错误;D项,已知中和热为57.3 kJ·mol-1,根据中和热的概念,稀硫酸与氢氧化钠稀溶液反应的热化学方程式:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,即H2SO4(aq)+2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ•mol-1,故D正确。
点睛:本题考查了电离方程式、离子方程式、电极反应式、热化学方程式的书写等基础知识,注意明确:①强弱电解质电离的不同,强电解质完全电离,弱电解质部分电离,书写电离方程式时,前者用“=”后者用“”;②离子方程式书写原则:可溶性强电解质要拆写成离子,遵循原子守恒和电荷守恒,如题中B项电荷不守恒;③电解原理及电极反应式的书写,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,则题中电解精炼铜,阳极为粗铜发生反应Cu-2e-=Cu2+,电解液为含有Cu2+的溶液,阴极为精铜;④中和热概念,强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量。
2.下列有关实验操作的叙述错误的是
A. 测中和热实验时,用铜丝替代环形玻璃搅拌棒,测得ΔH数值偏低
B. 滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁
C. 测定醋酸钠溶液的pH可用洁净的玻璃棒蘸取待测液,点在湿润的pH试纸上
D. 用已知浓度的盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液,当滴定达终点时滴定管尖嘴有悬液,
则测定结果偏高
【答案】C
【解析】
【详解】A. 用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,金属的导热性很好,会导致热量的散失,使测得的△H数值偏小,但△H偏高,A正确;
B. 滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可接触锥形瓶内壁,可使滴定管流出的液体充分反应,B正确;
C. 用pH试纸测量溶液的pH时试纸不能事先润湿,C错误;
D. 用已知浓度的盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液,当滴定达终点时滴定管尖嘴有悬液,消耗标准液体积增加,则测定结果偏高,D正确;
答案选C。
3.一定条件下,体积为2L的密闭容器中,2mol X和3mol Y进行反应:X(g)+Y(g)Z(g),经12s达到平衡,生成0.6molZ。下列说法正确的是
A. 以X浓度变化表示的反应速率为0.05 mol/(L•s)
B. 其他条件不变,增大X的浓度,平衡右移,X的转化率增大
C. 其他条件不变,12s后将容器体积扩大为10L,Z的平衡浓度变为0.06mol/L
D. 其他条件不变,若移走1molX和1.5molY,再达平衡时Z的物质的量小于0.3mol
【答案】D
【解析】
【分析】
用三段式分析:
X(g)+Y(g)Z(g)
n初始(mol) 2 3 0
n转化(mol) 0.6 0.6 0.6
n平衡(mol) 1.4 2.4 0.6
c平衡(mol/L)0.7 1.2 0.3
A、根据υ=△c/△t计算出以X浓度变化表示的反应速率.
B、增大X的浓度,平衡右移,X的转化率减小;
C、其他条件不变,12s后将容器体积扩大为10L,相当于减小压强,平衡逆向移动;
D、相当于减小压强,平衡逆向移动;
【详解】用三段式分析:
X(g)+Y(g)Z(g)
n初始(mol) 2 3 0
n转化(mol) 0.6 0.6 0.6
n平衡(mol) 1.4 2.4 0.6
c平衡(mol/L)0.7 1.2 0.3
A、以X浓度变化表示的反应速率υ=△c/△t=0.6mol÷(2L×12s)=0.025 mol/(L•s),故A错误。
B、增大X的浓度,平衡右移,X的转化率减小,故B错误;
C、其他条件不变,12s后将容器体积扩大为10L,相当于减小压强,平衡逆向移动,Z的平衡浓度小于0.06mol·L-1,故C错误;
D、相当于减小压强,平衡逆向移动,再达平衡时Z的物质的量小于0.3mol,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查了化学平衡的计算,解答关键:明确化学平衡及其影响因素,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用。
4.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯水合法生产,反应的化学方程式如下:C2H4(g)+ H2O(g)C2H5OH(g),下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(P)的关系[起始n(C2H4)∶n(H2O) =1∶1]。下列有关叙述正确的是
A. Y对应的乙醇的质量分数为1/9
B. X、Y、Z对应的反应速率:υ(X) > υ(Y) > υ(Z)
C. X、Y、Z对应平衡常数数值:KX > KY > KZ
D. 增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A据图可知,Y点对应乙烯的平衡转化率为20%,起始n(C2H4) : n(H2O)=1:1,设
C2H4和H2O的起始物质的量均为1mol,根据三段式法有:
C2H4(g)+ H2O(g)C2H5OH(g)
起始(mol) 1 1 0
转化( mol) 0.2 0.2 0.2
平衡(mol) 08 0.8 0.2
则平衡时乙醇的质量分数为:=,选项A错误;
B.因该反应是气体体积减小的可逆反应,所以温度相同时,压强越大,乙烯的平衡转化率越大,则结合图象可得: P1
KY>KZ,选项C正确;
D.因该反应是气体体积减小的可逆反应,则温度相同时,压强越大,乙烯的平衡转化率越大,又因该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,乙烯的平衡转化率降低,选项D错误。
答案选C。
5.在1.0 L恒容密闭容器中放入0.10 mol X,在一定温度下发生反应:X(g)Y(g)+Z(g) ΔH<0,容器内气体总压强p随反应时间t的变化关系如图所示。以下分析正确的是 ( )
A. 该温度下此反应的平衡常数K=3.2
B. 从反应开始到t1时的平均反应速率v(X)=0.2/t1 mol·L-1·min-1
C. 欲提高平衡体系中Y的百分含量,可加入一定量的X
D. 其他条件不变,再充入0.1 mol气体X,平衡正向移动,X的转化率减少
【答案】D
【解析】
【分析】
X(g)Y(g)+Z(g)
开始 0.1 0 0
变化 b b b
t1min末 0.1-b b b
根据压强比等于物质的量比, ,b=0.04;
X(g)Y(g)+Z(g)
开始 0.1 0 0
转化 a a a
平衡 0.1-a a a
根据压强比等于物质的量比, ,a=0.08。
【详解】A. 该温度下此反应的平衡常数K= 0.32,故A错误;
B. 从反应开始到t1时的平均反应速率v(X) =0.04/t1 mol·L-1·min-1,故B错误;
C.向体现中加入一定量的X,相当于加压,Y的百分含量减小,故C错误;
D. 其他条件不变,再充入0.1 mol气体X,平衡正向移动, 但对于X的转化率,相当于加压,X的转化率减少,故D正确。
6.图是某条件下N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A. 该反应的热化学方程式为:N2+3H22NH3 △H=-92kJ·mol-1
B. 正反应的活化能大于逆反应的活化能
C. b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
D. 使用催化剂后反应的焓变减小,N2转化率增大
【答案】C
【解析】
【分析】
A.热化学方程式要标出物质的聚集状态;
B. 根据图示,正反应的活化能是508 kJ·mol-1,逆反应的活化能是600 kJ·mol-1;
C.催化剂可以降低反应的活化能;
D、正逆反应活化能之差等于焓变,催化剂不能使平衡移动。
【详解】A.热化学方程式要标出物质的聚集状态,该反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) △H=-92kJ·mol-1,故A错误;
B. 正反应的活化能是508 kJ·mol-1,逆反应的活化能是600 kJ·mol-1,所以正反应的活化能小于逆反应的活化能,故B错误;
C.催化剂可以降低反应的活化能,b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线,故C正确;
D、正逆反应活化能之差等于焓变,催化剂不能使平衡移动,加入催化剂反应的焓变不变,N2转化率不变,故D错误。
【点睛】本题考查了化学反应能量变化,明确催化剂的作用实质通过改变反应途径、降低反应的活化能是解题的关键,注意把握图象识别和理解含义,题目难度不大。
7.常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol∙L﹣1 (NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.200 0 mol∙L﹣1 NaOH溶液时,溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法正确的是
A. 点a所示溶液中:c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+)
B. 点b所示溶液中:c(NH4+)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
C. 点c所示溶液中:c(SO42-)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D. 点d所示溶液中:c(SO42-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)
【答案】C
【解析】
【详解】A.a点溶液中,铵根离子水解导致溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),铵根离子水解程度较小,结合物料守恒知c(NH4+)>c(SO42-),所以溶液中离子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-),选项A错误;
B.b点加入NaOH溶液的体积小于10.00mL,则溶液中c(Na+)c(Na+),选项B错误;
C.c点溶液中,溶液呈碱性,所以c(H+)<c(OH-),溶液中的溶质是等物质的量浓度的硫酸铵、硫酸钠以及一水合氨(NH3·H2O的浓度是硫酸铵的两倍),根据电荷守恒得c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-)+c(OH-),根据物料守恒得,根据物料守恒得c(NH4+)+c(NH3•H2O)=2c(SO42-)=2c(Na+),所以得c(SO42-)+c(H+)=c(NH3•H2O )+c(OH-),选项C正确;
D.d点溶液中,二者恰好反应生成硫酸钠、一水合氨,且硫酸钠浓度是氨水浓度的一半,一水合氨电离程度较小,所以c(NH3•H2O )>c(SO42-),选项D错误;
答案选C。
【点睛】本题考查溶液中离子浓度大小关系的判断,明确图象中曲线变化趋势、曲线上每一个点的溶质及其性质是解本题关键,再结合电荷守恒、物料守恒来分析解答,三种守恒:①电荷守恒规律,电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO3-、CO32-、OH-,存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)。②物料守恒规律,电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。③质子守恒规律,如Na2S水溶液中质子守恒式可表示:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
8.25℃下,弱电解质的电离平衡常数Ka(CH3COOH) = Kb(NH3•H2O) = 1.75×10-5,下列说法正确的是
A. 用0.1mol/L的盐酸滴定0.1mol/L的氨水时,可用酚酞作指示剂
B. 0.2mol/L的醋酸与0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH) +c(H+)
C. pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合,所得溶液中c(NH3•H2O)>c(NH4+)>c(Cl-)
D. pH=3的醋酸与pH=11的氨水等体积混合,所得溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-7mol/L
【答案】C
【解析】
【详解】A.选择指示剂时指示剂的变色范围应与反应后溶液的pH吻合,反应后溶质为
NH4Cl,溶液显酸性,因此选择甲基橙为指示剂,故A错误;
B.0.2 mol/L的醋酸与0.1 mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合,得到等浓度的醋酸钠和醋酸混合溶液,溶液中电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),物料守恒2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),得到c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),故B错误;
C.pH=3的盐酸溶液中氢离子浓度和氯离子浓度为10-3mol/L,pH=11的氨水溶液中c(OH-)=c(NH4+)=10-14÷10-11 mol/L=10-3mol/L,等体积混合,一水合氨又电离出氢氧根离子和铵根离子,原氨水溶液浓度大于盐酸,所得溶液为氯化铵和一水合氨溶液,溶液中c(NH3•H2O)>c(NH4+)>c(Cl-),故C正确;
D.25℃下,弱电解质的电离平衡常数Ka(CH3COOH)=Kb(NH3•H2O)=1.75×10-5,pH=3的醋酸与pH=11的氨水等体积混合恰好反应生成醋酸铵,醋酸根离子和铵根离子都发生水解,促进水的电离,二者水解程度相近,溶液pH=7,所得溶液中由水电离出的c(H+)>1×10-7mol/L,故D错误;
故答案选C。
9.25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 水电离的c(H+)=10-13 mol/L 的溶液中:Na+、NH4+、CH3COO-、HCO3-
B. c(H+)=10-12 mol/L的溶液中:K+、AlO2﹣、NO3-、SO42-
C. 能使甲基橙变红色的溶液中:Na+、K+、Cl-、SiO32-
D. 常温下的溶液中:Cl﹣、Al3+、Na+、AlO2﹣
【答案】B
【解析】
【分析】
离子间如果发生化学反应,则不能大量共存,反之是可以的,结合离子的性质和题干中的限制条件分析解答。
【详解】A. 水电离的c(H+)=10-13 mol/L的溶液中水的电离平衡被破坏,溶液显酸性CH3COO-、HCO3-不能大量共存,溶液显碱性NH4+、HCO3-不能大量共存,A不符合;
B. c(H+)=10-12 mol/L的溶液显碱性,K+、AlO2﹣、NO3-、SO42-不反应,可以大量共存,B符合;
C. 能使甲基橙变红色的溶液显酸性,SiO32-不能大量共存,C不符合;
D. 常温下的溶液中Al3+与AlO2﹣水解相互促进生成氢氧化铝沉淀,不能大量共存,D
不符合。
答案选B。
10.某温度下,向10mL 0.1mol·L-1 CuCl2溶液中滴加0.1mol·L-1的Na2S溶液,滴加过程中-lg c(Cu2+)与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列有关说法正确的是
已知:Ksp(ZnS)=3×10-25
A. Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
B. a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度最大的为b点
C. 该温度下,Ksp(CuS)=1×10-35.4
D. 向100mL Zn2+、Cu2+物质的量浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液中逐滴加入10-3 mol·L-1的Na2S溶液,Zn2+先沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】
向10mL 0.1mol/L CuCl2溶液中滴加0.1mol/L的Na2S溶液,发生反应:Cu2++S2-=CuS↓,Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,结合图象计算溶度积常数和溶液中的守恒思想,据此判断分析。
【详解】向10mL 0.1mol/L CuCl2溶液中滴加0.1mol/L的Na2S溶液,发生反应:Cu2++S2-=CuS↓,Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,b点溶液时滴加Na2S溶液的体积是10mL,此时恰好生成CuS沉淀,CuS存在沉淀溶解平衡:CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),已知此时-lg c(Cu2+)=17.7,则平衡时c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.7mol/L;
A.Na2S溶液中,根据物料守恒,2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+),故A错误;
B.Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,b点时恰好形成CuS沉淀,此时水的电离程度并不是a,b,c三点中最大的,故B错误;
C.该温度下,平衡时c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.7mol/L,则
Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-17.7mol/L×10-17.7mol/L=10-35.4mol2/L2,故C正确;
D.向100mL Zn2+、Cu2+浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液中逐滴加入10-3mol·L-1的Na2S溶液,产生ZnS时需要的S2-浓度为c(S2-)==mol/L=3×10-24mol/L,产生CuS时需要的S2-浓度为c(S2-)==mol/L=10-34.4mol/L,则产生CuS沉淀所需S2-浓度更小,优先产生CuS沉淀,故D错误;
故选C。
【点睛】本题考查沉淀溶解平衡知识,根据图象所提供的信息计算出CuS的Ksp数值是关键,对于同类型的沉淀可直接根据Ksp数值比较溶解性情况,不同类型的沉淀则需要定量计算比较,这是易错点,注意守恒思想的运用。
11.新型NaBH4/H2O2燃料电池DBFC的结构如图所示,该电池总反应方程式:NaBH4 +4H2O2= NaBO2+ 6H2O,有关的说法不正确的是
A. 电极B为正极
B. 放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移
C. 电池负极的电极反应为:BH4-+8OH−−8e−=BO2-+6H2O
D. 在电池反应中,每消耗1L6mol/LH2O2溶液,理论上流过电路中的电子为12NA
【答案】B
【解析】
【分析】
该燃料电池中,根据元素化合价变化知,负极上电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O,正极H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH-,电极反应式为H2O2+2e-=2OH-,放电时,阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,根据双氧水和转移电子之间的关系式计算。
【详解】A. 根据图片知,B电极上双氧水得电子生成氢氧根离子,所以B电极是正极,故
A项正确;
B. 放电时,阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,所以Na+从负极区向正极区迁移,故B项错误;
C. 根据元素化合价变化知,负极上BH4-失电子发生氧化反应,电极反应式为BH4-+8OH−−8e−=BO2-+6H2O,故C项正确;
D. 在电池反应中,每消耗1L6mol/LH2O2溶液,消耗双氧水的物质的量为6 mol,根据知H2O2+2e−=2OH−,理论上流过电路中的电子数 = ×2×NA/mol=12 NA,故D项正确;
答案选B。
12.下列说法错误的是( )
A. 用惰性电极电解 Na2SO4 溶液,当 2 mol 电子转移时,可加入 18 g 水恢复
B. 用惰性电极电解 1 L 1 mol/L CuSO4 溶液,当加入 1 mol Cu(OH)2 恢复电解前浓度时, 电路中转移了 4 mol e-
C. 用惰性电极电解 1 mol CuSO4 和 1 mol NaCl 的混合溶液,溶液的 pH 先减小后增大
D. 要想实现 Cu+H2SO4(稀) ═ CuSO4+H2↑的反应,需在电解池中进行,且 Cu 为阳极
【答案】C
【解析】
【分析】
A.用惰性电极电解 溶液,实质为电解水,根据电子守恒计算消耗水的物质的量;
B.需加入 1mol 恢复电解前浓度,1mol 相当于1molCuO和,结合电子守恒分析;
C.阳离子在阴极得电子能力,阴离子在阳极失电子能力,电解时阴极电极反应:,1mol 完全反应转移2mol电子,阳极电极反应:,1mol 完全反应转移1mol电子,根据电子守恒规律,阳极电极反应还有:,据此分析溶液pH变化;
D.铜与稀硫酸不反应,若要实现该反应,则需在电解池中进行,铜化合价升高,说明铜失去电子做阳极。
【详解】.用惰性电极电解 溶液,相当于电解水:2H2O2H2↑+O2↑,该反应转移4mol电子时,消耗水2mol,当有2mol 电子转移时,消耗水1mol,即可加入 18g 水恢复到原状态,A正确;
B.用惰性电极电解 1L 溶液,电解反应为,当全部被还原成铜时,生成铜1mol,转移电子的物质的量为2mol,若要恢复到电解前的状态,需要加氧化铜的物质的量为1mol,现需加入 1mol 恢复电解前浓度,说明还有1mol水发生了电解反应,根据可知,该反应转移4mol电子时,消耗水2mol,当有1mol 水被电解时,转移电子的物质的量为2mol,所以整个电路中转移了,B正确;
C.阳离子在阴极得电子能力,阴离子在阳极失电子能力,所以用惰性电极电解 1mol 和 1mol NaCl 的混合溶液,阴极电极反应:,1mol 完全反应转移2mol电子,阳极电极反应:,1mol 完全反应转移1mol电子,根据电子守恒规律,阳极电极反应还有:,转移1mol电子,消耗的物质的量为1mol,溶液中的氢离子的物质的量增大1mol,所以电解后溶液的pH减小,C错误;
D.Cu与稀硫酸不反应,若要实现稀,则需在电解池中进行,Cu连在电源的正极上做阳极,铜失电子,发生氧化反应,D正确;
答案选C。
13.分子式为C5H11Cl且含有两个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)
A. 7种 B. 6种 C. 5种 D. 4种
【答案】D
【解析】
【分析】
判断和书写烷烃的氯代物的异构体可以按照以下步骤来做:
(1)先确定烷烃的碳链异构,即烷烃的同分异构体;
(2)确定烷烃的对称中心,即找出等效的氢原子;
(3)根据先中心后外围的原则,将氯原子逐一去代替氢原子;
(4)对于多氯代烷的同分异构体,遵循先集中后分散的原则,先将几个氯原子集中取代同一碳原子上的氢,后分散去取代不同碳原子上的氢。
【详解】分子式为C5H11Cl的同分异构体有
主链有5个碳原子的:CH3CH2CH2CH2CH2Cl;CH3CH2CH2CHClCH3;CH3CH2CHClCH2CH3;
主链有4个碳原子的:CH3CH(CH3)CH2CH2Cl;CH3CH(CH3)CHClCH3;CH3CCl(CH3)CH2CH3;CH2ClCH(CH3)CH2CH3;
主链有3个碳原子的:CH3C(CH3)2CH2Cl;
共有8种情况,但含有2个甲基的有机物有4种。
故选D。
14.某烷烃主链上有4个碳原子的同分异构体有2种,含有相同碳原子数且主链上也有4个碳原子的单烯烃的同分异构体有( )
A. 2种 B. 4种
C. 5种 D. 7种
【答案】B
【解析】
【分析】
先根据烷烃的条件,确定烷烃的分子式,然后再根据官能团位置异构确定单烯烃的同分异构体。
【详解】第一步:确定该烷烃碳原子个数,
①主链为4个碳原子的烷烃,其支链只能是甲基(不可能是乙基,否则主链超过4个碳原子).
②主链为4个碳原子的烷烃,支链数最多4个(下面的0,是指该物质只有一种,没有同分异构体)
甲基的个数同分异构体
1个 0
2个 2
3个 0
4个 0
③结论:该烷烃总共有6个碳原子,
第二步:分析烯烃的同分异构体数目
①双键在1号位,,有以下3种:2−乙基丁烯、2,3−二甲基丁烯、3,3−二甲基丁烯
②双键在2号位,,有1种:2,3−二甲基−2−丁烯
结论:共有4种,故B项正确;
答案选B。
15. 120℃和101kPa时,甲烷、乙烯和乙炔组成的混合烃32mL,与过量氧气混合并完全燃烧,恢复到原来的温度和压强,气体总体积缩小了8mL,原混合烃中乙炔的体积分数为
A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 75%
【答案】C
【解析】
【详解】设混合物的平均分子组成是CnHm,则
4CnHm+(4n+m)O2→4nCO2+2mH2O △V↓
4 4n+m 4n 4+m
32 8
即=
解得m=3,即氢原子的平均值是3个,由于乙烯和甲烷均含有4个氢原子,因此设二者的物质的量是x,乙炔的物质的量是y,则=3,解得x=y,所以原混合烃中乙炔的体积分数为50%,答案选C。
16.甲、乙、丙三种烃分子的结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. 的分子式为C4H4,1mol甲分子中含4mol共价键
B. 和苯互为同分异构体
C. 分子的二氯取代产物有两种
D. 互称为同系物
【答案】B
【解析】
【详解】A.1mol甲分子中含6molC-C键,4molC-H键,共10mol共价键,故A错误;
B. 乙和苯分子式均为C6H6,结构不同,互为同分异构体,故B正确;
C. 丙分子的二氯取代产物应该有3种,分别为相邻顶点,面对角线顶点,体对角线顶点,故C错误;
D. 甲、乙、丙结构不同,也不相差若干个CH2原子团,所以不互称同系物,故D错误;
正确答案:B。
17.已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为,其苯环上的一溴代物有几种同分异构体
A. 3种 B. 4种 C. 6种 D. 8种
【答案】A
【解析】
【详解】根据对称法,分子中苯环上有3种氢原子,所以苯环上的一溴代物有3种同分异构体,所以A正确。
故选A。
【点睛】苯环上一溴取代物的同分异构体的种数取决于氢原子的种类,解题方法是找准对称轴,进行正确判断氢原子种类。
18.某同学给分子式为C12H26的某烷烃命名为“2,4-二甲基-3,5-二乙基己烷”
,另一同学认为这样命名有错误,有关该烷烃的说法,你认为正确的是
A. 若该烷烃由单烯烃与氢气加成而得,则原单烯烃可有11种不同结构
B. 该烷烃的一氯代物有10种
C. 该烷烃正确名称应为2,4,5-三甲基-3-乙基庚烷
D. 该烷烃分子中含有5个支链
【答案】C
【解析】
【分析】
根据某同学给分子式为C12H26的烷烃命名可知,该烷烃的碳骨架结构简式为,结合等效氢规则可知该烷烃有11种不同的H原子,有四个支链。
【详解】A、该烷烃是单烯烃与氢气加成后的产物,则烷烃中C上需有H,由结构可知,每个C原子上至少有1个H原子,将相邻两个C原子的H原子各消去1个,共有10种单烯烃结构,故A错误;
B、该烷烃有11种不同的H原子,所以该烷烃的一氯代物有11种,故B错误;
C、根据烷烃命名原则,该烷烃的名称为2,4,5-三甲基-3-乙基庚烷,故C正确;
D、根据该烷烃结构简式可知,该烷烃分子中含有4个支链,故D错误;
故选C。
【点睛】本题考查烷烃的命名、同分异构体及其数目判断、烯烃及其同分异构体种类判断,易错点C,注意烃类命名规则、难点B,注意等效氢法与同分异构体的关系。
19.A、B、D、E、G、M六种元素位于元素周期表前四周期,原子序数依次增大。其中,元素A的一种核素无中子,B的单质既有分子晶体又有原子晶体,化合物DE2为红棕色气体,G是前四周期中电负性最小的元素,M的原子核外电子数比G多10。
请回答下列问题:
(1)基态G原子的核外电子排布式是________,M在元素周期表中的位置是_______,元素B、D、E的第一电离能由大到小的顺序为______________(用元素符号表示)。
(2)元素A和E组成的阳离子空间构型为_______;化合物ABD的结构式为______,其中B原子的杂化方式为________。
(3)D的最高价氧化物对应的水化物甲与气体DA3化合生成离子化合物乙,常温下,若甲、乙两溶液的pH均等于5,则由水电离出的c(H+)甲/c(H+)乙=_________
;乙溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序是___________。
(4)元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。
①X与Y所形成化合物中X的化合价等于其族序数,Y达到8电子的稳定结构则该化合物的化学式为______________;
②E的氢化物(H2E)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是_________________。
③X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为___________。
【答案】 (1). 1s22s22p63s22p63d104s1 (2). 第四周期第ⅠB族 (3). N>O>C (4). 三角锥形 (5). H-C≡N (6). sp (7). 10-4 (8). c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) (9). ZnS (10). 水分子与乙醇分子间形成氢键而不与H2S分子形成氢键 (11). 16NA或16×6.02×1023或9.632×1024
【解析】
【分析】
A、B、D、E、G、M六种元素位于元素周期表前四周期,原子序数依次增大。其中,元素A的一种核素无中子,A是H;B的单质既有分子晶体又有原子晶体,所以B是C;化合物DE2为红棕色气体,则D是N,E是O;G是前四周期中电负性最小的元素,则G是K;M的原子核外电子数比G多10,M的原子序数是19+10=29,所以M是Cu。据此解答。
【详解】根据以上分析可知A是H,B是C,D是N,E是O,G是K,M是Cu。则
(1)基态K原子的核外电子排布式是1s22s22p63s22p63d104s1,铜的原子序数是29,铜元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠB族,同周期非金属性越强,第一电离能越大,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则元素C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
(2)元素A和E组成的阳离子是H3O+,其中氧元素的价层电子对数是3+(6-1-1×3)/2=4,含有一对孤对电子,因此空间构型为三角锥形;根据8电子和2电子稳定结构化合物HCN的结构式为H-C≡N,分子是直线形结构,其中B原子的杂化方式为sp。
(3)D的最高价氧化物对应的水化物甲是硝酸与气体NH3化合生成离子化合物乙是硝酸铵,硝酸抑制水的电离,铵根水解促进水的电离,所以常温下,若甲、乙两溶液的pH均等于5,则由水电离出的c(H+)甲/c(H+)乙=10-9/10-5=10-4;硝酸铵溶液中铵根水解,溶液显酸性,则所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。
(4)元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,因此X是Zn。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子,则Y是S。
①X与Y所形成化合物中X的化合价等于其族序数,即为+2价,Y达到8电子的稳定结构,Y是-2价,则该化合物的化学式为ZnS;
②由于水分子与乙醇分子间形成氢键而不与H2S分子形成氢键,所以O的氢化物(H2O)在乙醇中的溶解度大于H2S;
③锌的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,由于单键都是σ键,所以1mol该配合物中含有σ键的数目为16NA。
20.已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
Ka=1.8×10﹣5
Ka1=4.3×10﹣7
Ka2=5.6×10﹣11
Ka=3.0×10﹣8
(1)物质的量浓度均为0.1mol•L﹣1的四种溶液:pH由小到大排列的顺序是_______(用编号填写)
a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO d.NaHCO3
(2)常温下,0.1mol•L﹣1 CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是_____(填字母)_______
A. c(H+) B. C. c(H+)•c(OH﹣) D. E.
(3)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:__________________
(4)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中
c(CH3COO﹣)﹣c(Na+)=________(填准确数值)。
(5)25℃时,将a mol•L﹣1的醋酸与b mol•L﹣1氢氧化钠等体积混合,反应后溶液恰好显中性,用a、b表示醋酸的电离平衡常数为____________________________________
(6)标准状况下,将1.12L CO2通入100mL 1mol•L﹣1的NaOH溶液中,用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式: c(OH﹣)=2c(H2CO3)+_________________________
【答案】 (1). a<d<c<b (2). B (3). D (4). ClO-+H2O+CO2=HCO3-+HClO
(5). 9.9×10﹣7mol•L﹣1 (6). (7). c(HCO3﹣)+c(H+)
【解析】
【分析】
(1)弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,其酸根的水解程度越弱;
(2)0.1mol•L﹣1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,氢离子与醋酸根离子物质的量增大,醋酸分子物质的量减小,浓成小,酸性减弱,水的离子积常数不变,醋酸的电离平衡常数不变;
(3)次氯酸酸性大于碳酸氢根离子,反应生成碳酸氢钠和次氯酸;
(4)根据溶液中的电荷守恒和物料守恒来计算;
(5)将a mol•L﹣1L的醋酸溶液与b mol•L﹣1的氢氢化钠溶液等体积混合,溶液呈中性,说明酸过量,酸和氢氧化钠溶液发生反应CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,则溶液中c(CH3COOH)= mol•L﹣1,达到电离平衡时,溶液呈中性,氢离子浓度是1×10-7 mol•L﹣1,c(Na+)=c(CH3COO-)= mol•L﹣1,则K=;
(6)①根据质子守恒分析解答;②根据溶液中的电荷守恒书写.
【详解】(1)据电离平衡常数可知,酸性由强到弱的顺序为:CH3COOH>H2CO3>HClO> HCO3-,弱酸的酸性越弱其酸根离子的水解程度越大,溶液碱性越强,所以pH由小到大排列顺序是a<d<c<b,故答案为a<d<c<b;
(2)0.1mol·L-1CH3COOH日溶液加水稀释过程中,氢离子与醋酸根离子物质的量增大,浓度减小,酸性减弱,
A.氢离子浓度减小,故不符合题意;
B.加水稀释过程中,氢离子物质的量增大,醋酸分子物质的量减小,所以增大,故符合题意;
C.水的离子积常数不变,故不符合题意;
D.醋酸溶液加水稀稻时酸性减弱,氢离子浓度减小氢氢根离子浓度增大,所以增大,故符合题意;
E.醋酸的电离平衡常数不变,故不符合题意;故答案为BD;
(3)次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子离子,反应生成碳酸氢根离子,反应的离子方程式为:ClO-+H2O+CO2=HCO3-+HClO,故答案为ClO-+H2O+CO2=HCO3-+HClO;
(4)CH3COOH与 CH3COONa的混合溶液中,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),所以c(CH3COO-)-c(Na+) =c(H+)-c(OH-)=10-6mol·L-1-10-8mol·L-1=9.9×10-7mol·L-1,故答案为9.9×10-7mol·L-1:
(5)将a mol·L-1的酯酸溶液与b mol·L-1的氢氢化钠溶液等体积混合,溶液呈中性,说明酸过量,酸和氢氧化钠溶液发生反应CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,则溶液中c(CH3COOH)= mol•L﹣1,达到电离平衡时,溶液呈中性,氢离子浓度是1×10-7 mol•L﹣1,c(Na+)=c(CH3COO-)= mol•L﹣1,则K=;故答案为;
(6)标准状况下,将1.12LCO2通入100mL1 mol•L﹣1的NaOH溶液中,1.12LCO2的物质的量为:氢氧化钠的物质的量为:,二者好完全反应生成碳酸纳,质子守恒得:c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(H+);故答案为c(HCO3-)+c(H+)。
【点睛】“电离平衡”分析判断中六大误区:(1)误认为电离平衡正向移动,弱电解质的电离程度一定增大。如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,平衡向电离方向移动,但醋酸的电离程度减小。(2)误认为弱电解质在加水稀释的过程中,溶液中离子浓度都减小,如氨水加水稀释时,c(H+)浓度增大。(3)弱电解质溶液加水稀释过程中,判断某些微粒浓度的关系式是否发生变化时,首先要考虑该关系式是否是电离常数、离子积常数、水解常数以及它们的变形。
(4)误认为溶液的酸碱性取决于pH,如pH=7的溶液在温度不同时,可能呈酸性或碱性,也可能呈中性。(5)误认为由水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1的溶液一定呈碱性。如25℃,0.1mol·L-1的盐酸或氢氧化钠溶液中由水电离出的c(H+)都为10-13 mol·L-1。
(6)误认为酸碱恰好中和时溶液一定呈中性。如强酸和弱碱恰好中和溶液呈酸性,强碱和弱酸恰好中和溶液呈碱性,强酸和强碱恰好中和溶液呈中性。
21.按要求回答下列问题:
(1)的名称为______________________。
(2)A,B,C三种烃的化学式均为C6H10,它们的分子中均无支链或侧链。
①若A为环状,则其结构简式为_________________________________。
②若B为含有双键的链状结构,且分子中不存在“”基团,则其可能的结构简式为_______(任写一种)。
③若C为含有三键的链状结构,则其可能的结构简式及名称为__________。
(3)下列是八种环状的烃类物质:
①互为同系物的有________和________(填名称),互为同分异构体的有________和________,________和________(填写名称,可以不填满,也可以再补充)。
②正四面体烷的二氯取代产物有________种;立方烷的二氯取代产物有________种;金刚烷一氯取代产物有________种。
③写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式(举两例)并用系统命名法命名:___________________________________________。
(4)今有三种化合物结构如下:
①请写出丙中含氧官能团的名称:__________________________________;
②请判断上述哪些化合物互为同分异构体:_____________________________。
【答案】 (1). 2,5二甲基4乙基庚烷 (2). (3). CH2=CH-CH2-CH=CH-CH3,CH3-CH=CH-CH=CH-CH3,CH2=CH-HC=CH-CH2-CH3,CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2(任填一种) (4). CH≡CCH2CH2CH2CH3,1-己炔、CH3C≡CCH2CH2CH3,2-己炔、CH3CH2C≡CH2CH2CH3,3-己炔 (5). 环己烷 (6). 环辛烷 (7). 苯 (8). 棱晶烷 (9). 环辛四烯 (10). 立方烷 (11). 1 (12). 3 (13). 2 (14).
(1,4-二甲苯)或(1,3,5-三甲苯) (15). 羟基、醛基 (16). 甲、乙、丙
【解析】
【详解】(1)主链有7个碳,该物质命名为:2,5二甲基4乙基庚烷,故答案为:2,5二甲基4乙基庚烷;
(2) C6H10含2个不饱和度,含一个碳碳三键、二个碳碳双键、一个普通环和一个碳碳双键结构,且无支链或侧链,所以:
①若A为环状,则其结构简式必为:,故答案为:;
②若B为含有双键的链状结构,其分子中不存在“=C=C=C=”基团,则B的结构简式可能为:CH2=CH-CH2-CH=CH-CH3,CH3-CH=CH-CH=CH-CH3,CH2=CH-HC=CH-CH2-CH3,CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2,故答案为:CH2=CH-CH2-CH=CH-CH3,CH3-CH=CH-CH=CH-CH3,CH2=CH-HC=CH-CH2-CH3,CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2(任填一种);
③若C为含有三键的链状结构,其可能结构为CH≡CCH2CH2CH2CH3或CH3C≡CCH2CH2CH3或CH3CH2C≡CH2CH2CH3,名称分别为:1-己炔,2-己炔,3-己炔,故答案为:CH≡CCH2CH2CH2CH3,1-己炔、CH3C≡CCH2CH2CH3,2-己炔或CH3CH2C≡CH2CH2CH3,3-己炔;
(3) ①同系物:结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,则环己烷(C6H12)与环辛烷(C8H16)均为环烷烃,分子组成上相差2个CH2,互为同系物;同分异构体:分子式相同,结构式不同的化合物,则苯与棱晶烷(分子式均为C6H6),环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体,故答案为:环己烷;环辛烷;苯;棱晶烷;环辛四烯;立方烷;
②由正四面体烷的结构可知分子中有4个碳原子和4个氢原子,分子式为C4H4,正四面体烷完全对称,只有一种氢原子,一氯代物只有1种,一氯代物中氢原子也只有1种,所以二氯代物只有1种;立方烷分子中只有一种氢原子,其一氯代物有1种,而一氯代物有3
种氢原子,如图:,则立方烷的二氯代物有3种;金刚烷分子中有两种氢原子,一种是次甲基氢,一种亚甲基氢,所以其一氯代物有2种;故答案为:1;3;2;
③苯的同系物含有1个苯环,侧链为烷基,一氯代物只有两种的物质,说明只有2种氢原子,则与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式为,名称为1,4-二甲苯;,名称为1,3,5-三甲苯;故答案为:1,4-二甲苯或1,3,5-三甲苯;
(4) ①根据结构简式可知,丙中的含氧官能团是醛基和羟基,故答案为:醛基、羟基;
②分子式相同而结构式不同的化合物互为同分异构体,所以根据结构简式可知,甲、乙、丙的分子式都是C8H8O2,但它们的结构不同,所以互为同分异构体,故答案为:甲、乙、丙。