2017-2018学年辽宁省沈阳铁路实验中学高二上学期期中考试化学试题 解析版
辽宁省沈阳铁路实验中学2017-2018学年高二上学期期中考试
化学试题
时间:90分钟 分数:100分 命题人:张晓燕
可能用到的原子量:C 12 H 1 O 16 N 14 Fe 56 Cu 64
Ⅰ客观题(满分54分)
一、单项选择题(每题2分,共24分)
1. 下列描述中正确的是
A. HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3) kJ·mol-1
B. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的△H= + 2×283.0 kJ·mol-1
C. 牺牲阳极阴极保护法是应用电解原理防止金属的腐蚀
D. 用洁净玻璃棒蘸取某溶液点在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对比即可测定该溶液pH
【答案】B
【解析】试题分析:A、中和热是指在一定条件下的稀溶液中,酸和碱反应反应生成1mol水时放出的热量,错误。B、正反应是放热反应,则逆反应是吸热反应。燃烧热是指在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,正确。C、牺牲阴极的阳极保护法是应用原电池原理,错误;D、pH试纸不能润湿,错误。
考点:考查燃烧热、中和热及pH试纸的使用等。
2. 工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体,已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则下列热化学方程式正确的是
A. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C. SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=+98.3 kJ·mol-1
D. SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】试题分析:将2mol SO2、1mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出热量98.3kJ,此时测得SO2的转化率为50%,所以反应的SO2
的物质的量为1mol,因为反应是可逆反应,发生反应的二氧化硫为1mol,放热为98.3KJ,热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6 kJ•mol-1或SO2(g)+O2(g)SO3(g)△H=-98.3 kJ•mol-1;A、选项中的热化学方程式符合题意,故A正确;B、选项中的热化学方程式中反应热和对应二氧化硫的量不符合,故B错误;C、反应是放热反应,故C错误;D、选项中的热化学方程式中反应热和对应二氧化硫的量不符合,故D错误;故选A。
考点:考查了热化学方程式的书写的相关知识。
3. 体积相同的甲、乙两个容器中, 分别都充有等物质的量的A2和B2,在相同温度下发生反应:2A2(g)+ B2(g)2C(g)并达到平衡,反应过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中A2的转化率为P%,则乙容器中A2的转化率为
A. 等于P% B. 大于P% C. 小于P% D. 无法判断
【答案】B
【解析】试题分析:上述反应是一个前后气体系数减小的反应,所以随着反应的进行压强逐渐减小。其他条件相同的情况下,若甲保持体积不变,则体系的压强P甲减小,乙保持压强不变,则有P甲 < P乙 ,根据平衡移动原理,压强越大平衡会向气体系数减小的方向移动,所以反应向正反应方向移动,反应物的转化率增大,所以大于P%,故选B。
考点:本题考查的是化学平衡的移动对转化率的影响。
4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
B. 由H2、I2蒸气、HI组成的平衡混合物加压后颜色变深
C. 向氯水中加适量NaHCO3后,溶液漂白能力增强
D. 在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
【答案】B
【解析】试题分析:A.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,故A不选;B.该反应反应前后气体体积不变,所以压强不影响化学平衡的移动,增大平衡体系的压强气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,所以不能用勒夏特列原理解释,故B选
C.依据氯水中的化学平衡为Cl2+H2OHCl+HClO,加入碳酸氢钠和盐酸反应促进平衡正向进行,次氯酸浓度增大,漂白性增强,和平衡有关,能用勒夏特利原理解释,故C不选;D.溶液中存在平衡Fe3++SCN-Fe(SCN)2+,加铁粉,铁与Fe3+反应,Fe3+浓度降低,则平衡向左移动进行,溶液颜色变浅或褪去,能用勒夏特利原理来解释,故D不选;故选B。
【考点定位】考查勒夏特利原理
【名师点晴】准确理解勒夏特列原理是解题关键,如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,勒夏特利原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程的平衡移动无关、与平衡移动无关,则不能用勒夏特利原理解释。
5. 对于反应A2(g)+2B(g)2AB2(g)(正反应为放热反应),下列各图所表示的变化符合勒夏特列原理的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、升高温度平衡应逆向移动,逆反应速率应大于正反应速率,不符合勒夏特列原理,故A错误;
B、升高温度平衡应逆向移动,温度越高AB2的含量越小,不符合勒夏特列原理,故B错误;
C、增大压强平衡正向移动,所以压强越大AB2的含量越大,不符合勒夏特列原理,故C错误;
D、增大压强平衡正向移动,所以压强越大AB2的含量越大,温度越高AB2的含量越小,符合勒夏特列原理,故D正确.
故选D.
6. 如图,有关零排放车载燃料电池的叙述正确的是
A. 正极通入H 2,发生还原反应
B. 负极通入H 2,发生还原反应
C. 总反应式为2H2 +O 2 = 2H2O
D. 导电离子为质子,且在电池内部由正极定向移向负极
【答案】C
【解析】试题分析:A.负极通入H 2,发生氧化反应,错误;B.负极通入H 2,发生氧化反应,错误;C.总反应式为2H2+O 2=2H2O,正确;D.导电离子为质子,且在电池内部由负极定向移向正极,错误。
考点:考查氢氧燃料电池工作原理的知识。
7. 天然气的主要成分是甲烷,还含有一定量的乙烷、丙烷等可燃性气体。下列有关说法不正确的是
A. 甲烷与丙烷互为同系物
B. 甲烷的一氯代物只有一种结构证明甲烷是正四面体结构而非平面正方形结构
C. 甲烷、乙烷、丙烷中的化学键都有极性共价键
D. 乙烷和氯气在光照的条件下可发生取代反应,生成多种氯代烃
【答案】B
考点:考查了烷烃的结构与性质的相关知识。
8. CH3CH=CHCl能发生
①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④使溴水褪色 ⑤使KMnO4酸性溶液褪色 ⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀 ⑦聚合反应
A. 以上反应均可发生 B. 只有⑦不能发生
C. 只有⑥不能发生 D. 只有②不能发生
【答案】C
【解析】
A.CH3-CH=CH-Cl不能电离出Cl-离子,不能与硝酸银溶液反应,故A错误;B.含有C=C,可发生加聚反应,故B错误;C.CH3-CH=CH-Cl中含有C=C,可发生加成、加聚反应和氧化反应,含有-Cl,可发生水解、消去反应,但不能电离出Cl-离子,不能与硝酸银溶液反应,故C正确;D.含有C=C,可发生加成反应,故D错误;故选C。
9. 桶烯结构简式如图所示,有关说法不正确的是
A. 桶烯分子中所有的原子在同一平面上
B. 桶烯在一定条件下能发生加聚反应
C. 桶烯与苯乙烯(C6H5CH==CH2)互为同分异构体
D. 桶烯中的一个氢原子被氯原子取代,所得产物只有两种
【答案】A
........................
B、桶烯中含有碳碳双键,所以在一定条件下能发生加聚反应,故B正确;
C、桶烯和苯乙烯的分子式相同都是C8H8,但桶烯和苯乙烯的结构不同,所以是同分异构体,故C正确;
D、桶烯是对称结构,只有2种氢原子,所以桶烯中的一个氢原子被氯原子取代,所得产物只有两种,故D正确;
故选A.
考点:有机物分子中的官能团及其结构;同分异构现象和同分异构体。
点评:本题考查了桶烯的结构和性质,易错选项是A,根据甲烷的结构分析桶烯的结构即可得出正确选项。
10. 下列物质一定属于同系物的是
A. ①和② B. ④和⑥ C. ⑤和⑦ D. ③和④
【答案】C
【解析】试题分析:A、①和②都属于芳香烃,结构不相似,分子式通式不相同,不是同系物,故A错误;
B、④和⑥最简式相同,结构不一定相似,若都为烯烃,则为同系物,C3H6存在同分异构体,可能为环烷烃,故B错误;
C、⑤和⑦结构相似,都含有2个碳碳双键,为链状二烯烃,分子组成相差一个CH2原子团,互为同系物,故C正确;
D、③和④结构不相似,C2H4是乙烯,苯乙烯是芳香烃,不是同系物,故D错误。
故选C。
考点:芳香烃、烃基和同系物
点评:本题考查了同系物的判断,难度不大,同系物具有如下特征:结构相似、化学性质相似、分子式通式相同,分子式不同、物理性质不同,研究范围为有机物。
11. 下列卤代烃既能发生消去反应生成烯烃,又能发生水解反应生成醇的是
① ②CH3CH2CH2Br ③CH3F ④CH3CH2Br
⑤(CH3)3CCH2Br ⑥(CH3)2CH(CH3)2CBr
A. ②④⑥ B. ③④⑤ C. ①③⑤ D. ①②⑥
【答案】A
【解析】试题分析:这些卤化烃都能水解生成醇。卤代烃能发生消去反应生成烯烃的结构条件是必须有,符合些条件的有②④⑥,所以A正确,本题选A。
点睛:在有机物分子中,与官能团直接相连的碳原子通常被称为此C原子上的H被称为与相邻的C被称为,此C原子上的H被称为。
12. 下列烃中,一氯代物的同分异构体数目相同的是
①甲基环己烷 ②间二甲苯 ③对二甲苯 ④乙苯 ⑤2,2—二甲基丁烷
A. ②③ B. ①④ C. ④⑥ D. ③⑥
【答案】B
【解析】试题分析:①甲基环己烷一氯代物的同分异构有5种; ②间二甲苯一氯代物的同分异构有4种;③对二甲苯一氯代物的同分异构有2种; ④乙苯一氯代物的同分异构有5种; ⑤2,2—二甲基丁烷一氯代物的同分异构有3种;答案选B。
考点:卤代烃的同分异构体
二、单项选择题(每题3分,共30分)
13. 下列说法正确的是
A. 如图可表示水分解过程中的能量变化
B. 相同条件下,如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子所具有的能量为E2,则2E1
0使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化
【答案】A
【解析】试题分析:A.用盐酸滴定氢氧化钠溶液,当恰好中和时溶液的pH=7,酸碱中和在接近终点时,pH会发生突变,曲线的斜率会很大,题中图象变化与实际不相符,故A错误;B.因反应为放热反应,则升高温度,平衡逆向移动,平衡后升温K(逆)会增大,而K(正)会减小,图象中变化与实际上的变化相符,故B正确;C.该反应是放热反应,反应生成的Mn2+对该反应有催化作用,故反应速率越来越快,不是恒定速率,故C错误;D.图象a活化能减小,a使用了催化剂,因该反应是放热反应,应反应物的总能量大于生成物的总能量,但图象描述是吸热反应,故D错误;答案为B。
考点:本题以图象与中和滴定、化学平衡、中和热的测定、原电池等知识。
15. 下列有关说法正确的是
A. 合成氨反应需使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动
B. 铅蓄电池在放电过程中,负极质量增加,正极质量减少
C. 100 mL pH=3的HA溶液、HB溶液分别与足量的锌反应,HA溶液放出的氢气多,说明HA的酸性比HB的弱
D. 已知I3-I2+I-,向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4,振荡静置后CCl4层显紫色,说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大
【答案】C
【解析】试题分析:A、使用催化剂,降低活化能,改变反应途径加快反应速率,不影响平衡移动,故A错误;B、铅蓄电池在放电过程,为原电池,Pb作负极,PbO2为正极,两极反应都生成PbSO4,两极质量都增加,故B错误;C、等体积pH=3的HA溶液、HB溶液分别与足量的锌反应,HA溶液放出的氢气多,说明HA可以提供的氢离子多,HA的电离程度比HB小,HA的酸性比HB的弱,故C正确;D、向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4,振荡静置后CCl4层显紫色,CCl4萃取溶液中的I2,说明I2在CCl4中的溶解度比在水中的大,故D错误;故选C。
考点:考查了化学反应速率与化学平衡影响因素、原电池、弱电解质电离、萃取等相关知识。
16. 在一定温度下,改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H<0的影响如图所示,下列说法正确的是
A. 反应b、c点均为平衡点,a点未达平衡且向正反应方向进行
B. a、b、c三点的平衡常数Kb>Kc>Ka
C. 上述图像可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高
D. a、b、c三点中,a点时SO2的转化率最高
【答案】D
【解析】试题分析:A、纵坐标是平衡时SO3的体积分数,所以a、b、c点均为平衡点,A错误;B、温度不变,平衡常数不变,B错误;C、上述图像可以得出随着SO2的含量的增多,混合气体中SO3的体积分数先升高又降低,C错误;D、随着SO2量的增多,SO2的转化率降低,故a点时SO2的转化率最高,D正确。答案选D。
考点:平衡移动的影响因素
17. 常温下,下列溶液中,有关微粒的物质的量浓度关系正确的是
A. 0.1 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液: c(NH)> c(SO)>c(Fe2+)>c(H+)
B. 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
C. 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液:c(H+)+2c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO)
D. 0.01 mol·L-1NaOH溶液与等体积pH=2的醋酸混合后的溶液中:c (CH3COO-) > c (Na+) > c (H+)> c (OH-)
【答案】D
【解析】试题分析:A、铵根离子水解,所以浓度小于硫酸根离子浓度,错误,不选A;B、电荷守恒错误,碳酸根离子前应有系数2,错误,不选B;C、质子守恒应为c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO32-),所以错误,不选C;D、pH=2的醋酸溶液其浓度大于0.01mol/L,所以二者等体积混合后,溶液显酸性,醋酸根离子浓度大于钠离子浓度,正确,选D。
考点: 溶液中的离子浓度的比较
18. 已知25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.0×10-13。该温度下,下列说法错误的是
A. AgCl的悬浊液中通入少量HCl,c(Ag+)减小
B. AgCl和AgBr共存的悬浊液中,c(Cl-)/c(Br-)=360
C. AgBr悬浊液中加入足量NaCl可能有AgCl沉淀生成
D. 等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中滴加AgNO3溶液,先析出AgCl沉淀
【答案】D
【解析】试题分析:A.AgCl的悬浊液中通入少量HCl,溶解平衡向逆反应方向进行,c(Ag+)减小,A正确;B.AgCl和AgBr共存的悬浊液中,c(Cl-)/c(Br-)==360,B正确;C.只要溶液c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp(AgCl)即可产生氯化银沉淀,因此AgBr悬浊液中加入足量NaCl可能有AgCl沉淀生成,C正确;D.由于氯化银和溴化银的组成相似,且溴化银的溶度积常数小于氯化银,所以等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中滴加AgNO3溶液,先析出AgBr沉淀,D错误,答案选D。
【考点定位】本题主要是考查溶度积常数的应用
【名师点晴】该题的易错选项是C,关于沉淀的生成不能只看溶度积常数的大小,实际上只要溶液中离子的浓度熵大于溶度积常数即可与产生沉淀,因此在一般情况下溶解度小容易转化为溶解度更小的,但并不是说溶解度小的不能转化为溶解度大,答题时需要灵活应用,不能生搬硬套。
19. 苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,可以作为证据的是
①苯不能使溴水反应褪色 ②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③苯在一定条件下既能发生取代反应,又能发生加成反应
④经测定,邻二甲苯只有一种结构 ⑤苯是正六边形
A. ①②④⑤ B. ①③④⑤ C. ①②③④ D. ②③④⑤
【答案】A
【解析】试题分析:①由于苯不因化学变化而使溴水褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故①正确;②由于苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故②正确;③苯能和卤素单质发生取代反应,体现烷烃的性质,苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷,发生加成反应是双键或三键具有的性质,所以不能证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故③错误;④如果是单双键交替结构,邻二甲苯的结构有两种,一种是两个甲基夹C-C,另一种是两个甲基夹C=C.邻二甲苯只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故④正确;⑤苯为平面正六边形分子,说明苯分子中的碳碳键完全相同,不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故⑤正确;故选A。
考点:考查苯的结构与性质
20. 要鉴别己烯中是否混有少量甲苯,正确的实验方法是
A. 先加足量的酸性高锰酸钾溶液,然后再加入溴水
B. 先加足量溴水,然后再加入酸性高锰酸钾溶液
C. 分别点燃这两种液体,观察现象
D. 加入浓硫酸与浓硝酸后加热
【答案】B
【解析】试题分析:A. 己烯、甲苯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能鉴别,错误;B.己烯与溴水发生加成反应,除去己烯,若其中含有甲苯,再加入酸性高锰酸钾溶液,溶液就会褪色,否则溶液不褪色,因此可以鉴别,正确。C.由于都是液态物质,含C量大,所以都冒黑烟,故分别点燃这两种液体,观察现象,不能鉴别,错误;D.若加入浓硫酸与浓硝酸后加热,无论是否含有甲苯,都会发生反应,所以不能鉴别,错误。
考点:考查鉴别己烯中含有甲苯的实验方法的知识。
21. 各选项能说明分子式为C4H6的某烃是,而不是CH2=CH-CH=CH2的事实是
A. 燃烧有浓烟
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 与足量溴水反应,生成物中只有2个碳原子上有溴原子
D. 与氢气按物质的量之比1:2反应只有1种产物
【答案】C
【解析】燃烧时有浓烟是因为该有机物含碳量太高,两个结构的含碳量是一样的,所以选项A不能说明问题。碳碳三键和碳碳双键都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以选项B不能说明问题。第一个结构与足量溴水反应生成物为CHBr2-CHBr2-CH3,第二个结构与足量溴水反应生成物为CH2Br-CHBr-CHBr-CH2Br,所以如果生成物中只有2个碳原子上有溴原子,则该有机物一定是,选项C能说明问题。两个结构与氢气按物质的量之比1:2反应产物都是丙烷,所以选项D不能说明问题。
22. 某烯烃A,分子式为C8H16,A在一定条件下被氧化只生成一种物质B。已知:
则符合上述条件的烃A有 ( ) 种(考虑顺反异构)。
A. 6 B. 8 C. 4 D. 5
【答案】A
【解析】A在一定条件下被氧化只生成一种物质,说明分子中碳碳双键的碳原子完全是相同的,所以符合条件的烯烃有3种,分别是4-辛烯、2-甲基-3-己烯和3-甲基-3-己烯。又因为每一种都存在顺反异构,所以答案选A。
Ⅱ主观题(满分46分)
23. (1)向0.1 mol•L-1的氨水中加入少量的明矾,溶液中的NH4+的浓度______(填“增大”或“减小”);
(2)25℃,在0.l0mol•L-1H2S溶液中,通入HC1气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图 (忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH = 13 时,溶液中的 c(H2S) +c(HS-) =________mol•L-1;
②某溶液含0.020mol•L-1Mn2+0.l0mol•L-1H2S,当溶液pH = ____时,Mn2+开始沉淀(已知:[Ksp( MnS)=2.8×10-13)。
(3)25℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
①0.l0mol•L-1NaHSO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________;
②向NaHCO3溶液中通入少量二氧化硫时反应的离子方程式为_________;
(4)银是一种贵金属,古代常用于制造钱币及装饰器皿,现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。已知Ksp(AgCl)=1.8×l0-10,若向 5mL0.0l8mol•L-1的 AgNO3 溶液中加入5ml0.020mol•L-1的盐酸,混合后溶液中的Ag+的浓度为________mol•L-1。
【答案】 (1). 增大 (2). 0.043 (3). 5 (4). c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+) >c(SO32-)> c(OH-) (5). SO2+HCO3-=HSO3-+CO2 (6). 1.8×10-7
【解析】(1)一水合氨为弱碱,在水溶液中存在部分电离,电离出氢氧根离子使溶液显碱性,电离方程式为:NH3•H2ONH4++OH-;加入少量明矾,明矾电离出的铝离子结合氢氧根生成氢氧化铝,促进氨水的电离,NH4+浓度增大;(2)①pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2mol/L,在0.10mol•L-1H2S溶液中根据硫守恒c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10mol•L-1,所以c(H2S)+c(HS-)=0.1-5.7×10-2=0.043mol/L;②当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀,所以c(S2-)=
==1.4×10-11mol/L,结合图象得出此时的pH=5,所以pH=5时锰离子开始沉淀;(3)①根据电离常数可知亚硫酸氢根的电离程度大于水解程度,亚硫酸氢钠溶液显酸性,则0.l0mol•L-1NaHSO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-);②由表可知H2SO3的二级电离小于H2CO3的一级电离,所以酸性强弱H2SO3>H2CO3>HSO3-,因此向NaHCO3溶液中通入少量二氧化硫时反应的离子方程式为SO2+HCO3-=HSO3-+CO2;(4)根据反应中HCl和硝酸银的物质的量可知HCl过量,则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为(0.02-0.018)mol/L/2=0.001mol/L,根据AgCl的溶度积的表达式可知混合后溶液中的Ag+的浓度为1.8×l0-10/0.001mol/L=1.8×10-7mol•L-1。
24. (1)天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。
①以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为___________________________。
②将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuCl2溶液中,铁棒接甲烷燃料电池负极,石墨棒接该电池正极,一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了6.4克。写出铁棒电极上发生的电极反应式________;则理论上消耗CH4的体积在标准状况下为_____。
(2)如图所示的实验装置中,丙为用碘化钾溶液润湿的滤纸,m、n为夹在滤纸两端的铂夹;丁为直流电源,x、y为电源的两极;G为电流计;A、B、C、D四个电极均为石墨电极。若在两试管中充满H2SO4溶液后倒立于H2SO4溶液的水槽中,闭合K2,断开K1。
①丙电解时反应的离子方程式为______________。
②继续电解一段时间后,甲池中A、B极均部分被气体包围,此时断开K2,闭合K1,电流计G指针发生偏转,则B极的电极反应式为__________________,C极的电极反应为__________________。
【答案】 (1). CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O (2). Cu2++2e-===Cu (3). 0.56L
(4). 2I-+2H2O I2+H2↑+2OH- (5). O2+4e-+4H+=2H2O (6). 4OH--4e-=O2↑+2H2O
【解析】(1)①总反应为甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水,二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾,所以总方程式为:CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O。正极是氧气得电子:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,总反应减去正极反应(将正极反应扩大2倍,以消去氧气),得到负极反应为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
②将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuCl2溶液中,铁棒接甲烷燃料电池负极,石墨棒接该电池正极,则铁棒为电解的阴极,反应为:Cu2+ + 2e- = Cu;石墨棒为电解的阳极,反应为:2Cl- - 2e- = Cl2↑。一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了6.4克,这6.4g是生成的单质铜(0.1mol),则根据电极反应得到转移电子为0.2mol,1个甲烷生成碳酸根失去8个电子,所以参加反应的甲烷为0.025mol,即0.56L。
(2)①丙是碘化钾溶液,电解时阴阳两极分别是水电离的氢离子和碘化钾电离的碘离子反应,所以总方程式为2I-+2H2OI2+H2↑+2OH-
②闭合K2,断开K1时,是用直流电源对甲乙丙进行串联电解。A中得到氢气,B中得到氧气(因为A中气体的体积大约是B的2倍),所以A为电解的阴极,B为电解的阳极,进而得到直流电源x为正极,y为负极。断开K2,闭合K1,电流计G指针发生偏转,说明形成原电池。由题意只可能是甲中形成氢气氧气燃料电池,对乙丙进行电解。所以B电极为原电池的正极,反应为氧气在酸性条件下得电子,方程式为O2+4e-+4H+=2H2O。因为B为正极,所以C为电解的阳极,注意此时c电极表面应该有刚才断开K2,闭合K1时,进行电解得到的单质银。所以此时c电极的反应为Ag-e- = Ag+。
25. 芳香化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如下所示:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________;E属于_______(填“饱和烃”或“不饱和烃”);
(2)A→B 的反应类型是______________,在该反应的副产物中,与B互为同分异构体的副产物的结构简式为______________________;
(3)A→C的化学方程式为______________________________________________;
(4)A与酸性KMnO4溶液反应可得到D,写出D的结构简式_________________。
【答案】 (1). 邻二甲苯(或1,2-二甲基苯) (2). 饱和烃 (3). 取代 (4). (5). (6).
【解析】试题分析:(1)A与溴单质取代得B,所以把B中的溴换成氢既是A邻二甲苯,E是邻二甲基环己烷属于饱和烃。(2)A在光照下发生取代反应,与B互为同分异构体的结构简式为;
(3)A→C发生苯环上的取代反应,化学方程式为
;
(4)A与酸性KMnO4溶液发生氧化反应可得到D,D为邻苯二甲酸,其结构简式为。
考点:考查有机物结构简式的推断及书写,官能团的化学性质,化学方程式是书写。
26. 0.3 mol某烃A在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各1.2 mol。试回答:
(1)烃A的分子式为_____________。
(2)若取一定量的该烃A完全燃烧后,生成CO2和H2O各3mol,则有________g烃A参加了反应,燃烧时消耗标准状况下的氧气___________L。
(3)若烃A跟HCl反应后,生成产物中的H原子的结构环境完全相同,写出该反应的化学方程式_____。
(4)若烃A与Br2的CCl4溶液反应后的产物为1,2-二溴丁烷,请写出由烃A发生加聚反应的化学方程式_________________________________________。
【答案】 (1). C4H8 (2). 42 (3). 100.8 (4). + HCl→ (5). nCH2=CHCH2CH3
【解析】(1)0.3 mol某烃A在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各1.2 mol,即1mol该烃在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各4 mol,所以分子式为C4H8。
(2)取一定量的该烃A(C4H8)完全燃烧后,生成CO2和H2O各3mol,所以烃A为0.75mol,质量为0.75×56=42g。反应为C4H8 + 6O2 = 4CO2 + 4H2O,所以0.75mol C4H8需要的氧气为0.75×6×22.4=100.8L。
(3)烃A跟HCl反应,该反应只能是加成,说明A为丁烯。加成后一定得到一氯代丁烷,H原子的结构环境完全相同,则该一氯代丁烷只能是,所以A为,反应为+ HCl→。
(4)烃A与Br2的CCl4溶液反应后的产物为1,2-二溴丁烷,则A为1-丁烯烃A发生加聚反应的化学方程式为nCH2=CHCH2CH3