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文档介绍
2018-2019学年河南省实验中学高一下学期期中考试化学试题(解析版)
2018-2019学年河南省实验中学高一下学期期中考试化学试题(解析版) (时间: 90分钟,满分:100分) 可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 Cl:35.5 一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分,每小题只有—个选项符合题意) 1.根据原子结构的相关知识可知,不同种元素的本质区别是( ) A. 质子数不同 B. 中子数不同 C. 电子数不同 D. 质量数不同 【答案】A 【解析】 根据元素的概念,元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称,决定元素种类的微粒是质子数即元素的最本质区别是质子数不同,故选A。 2.某元素原子核外的电子数为63,下列叙述中错误的是( ) A. 它是副族元素 B. 它是第六周期元素 C. 它的原子核内有63个质子 D. 它属于非金属元素 【答案】D 【解析】 【分析】 A、根据元素在周期表中的位置; B、根据元素在周期表中的位置; C、根据核外电子数等于其质子数; D、根据元素在周期表中的位置及元素周期律判断。 【详解】A、因核外电子数等于其质子数为63,用质子数分别减去各周期所含有的元素种类,63-2-8-8-18-18=9,显然其属于第六周期,从左到右的第9种,而第六周期中包含镧系,所以它应属于副族,选项A正确; B、因核外电子数等于其质子数为63,用质子数分别减去各周期所含有的元素种类,63-2-8-8-18-18=9,显然其属于第六周期,选项B正确; C、核外电子数等于其质子数,选项C正确; D、因核外电子数等于其质子数为63,用质子数分别减去各周期所含有的元素种类,63-2-8-8-18-18=9,显然其属于第六周期,从左到右的第9种,而第六周期中包含镧系,过渡元素均为金属元素,选项D错误; 答案选D。 【点睛】本题需要掌握根据原子序数推知元素在周期表中的位置,熟悉元素周期表的结构,这是解题的关键。 3.下列说法正确的是( ) A. 相对分子质量相同的几种化合物,互称为同分异构体 B. 凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,彼此一定是同系物 C. 两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则两者一定是同分异构体 D. 组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体 【答案】D 【解析】 【详解】A.同分异构体一定满足两个方面:分子式相同、结构不同,但分子量相同的物质不一定为同分异构体,如NO和C2H6,选项A错误; B.分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质不一定是同系物,因为同系物结构相似,如环己烷和乙烯,虽相差若干个CH2,但结构不相似,两者不互为同系物,选项B错误; C.两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则最简式相同,两者不一定互为同分异构体,如NO2和N2O4,选项C错误; D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,则分子式相同,一定互为同分异构体,选项D正确; 答案选D。 4.关于原电池及其电极名称的下列叙述中正确的是( ) A. 原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的金属 B. 正极上发生还原反应,一定产生气体 C. 电子流出的一极为负极 D. 阴离子在电解质溶液中向正极移动 【答案】C 【解析】 【详解】A.构成原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的电极,可以是两种不同金属,也可以是一种金属、一种非金属等,选项A错误; B、原电池中正极上发生还原反应,但不一定产生气体,选项B错误; C、原电池中电子流出的一极为负极,电子由负极经导线流向正极,选项C正确; D.原电池放电时,电解质溶液中阴离子向负极移动,选项D错误。 答案选C。 5.金刚石和石墨都是碳的单质,石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时,要吸收E kJ的能量,下列说法正确的是( ) A. 金刚石与石墨互为同分异构体 B. 石墨转化为金刚石没有破坏化学键属于物理变化 C. 等质量的石墨与金刚石完全燃烧,放出的能量相同 D. 金刚石不如石墨稳定 【答案】D 【解析】 【分析】 12g石墨完全转化成金刚石时需要吸收E kJ的能量,说明石墨的能量低于金刚石的能量,石墨更稳定,金刚石的能量高,等质量石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多,据此结合同素异形体、同分异构体的概念进行解答。 【详解】A.金刚石与石墨是由碳元素组成的物理性质不同的单质,互为同素异形体,选项A错误; B.石墨转化为金刚石破坏了化学键,属于化学变化,选项B错误; D.金刚石的能量高,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多,石墨放出的能量少,选项C错误; D.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,石墨比金刚石稳定,选项D正确; 答案选D。 【点睛】本题考查化学反应与能量变化的关系,题目难度不大,明确能量低的物质更稳定为解答关键,注意掌握同素异形体、同分异构体、物理变化与化学变化的概念及判断方法。 6.已知反应H2(g) +I2(g)2HI(g)中,每生成2 mol HI时会有a kJ 的能量放出,又知有关化学键键能如下: 下列说法正确的是( ) A. 1mol H2的能量比2 mol H 的能量高 B. 将0.5 mol H2(g) 与1mol I2(g)混合充分反应后放出的热量为0.5a kJ C. H- I键的键能为0.5(a+b+c) kJ/mol D. H + I → HI 是吸热变化 【答案】C 【解析】 A.断开化学键需要吸热,即H2→H+H为吸热过程,则 1mol H2 的能量比2 mol H 的能量低,故A错误;B. 根据题意,生成2 mol HI时会有a kJ 的能量放出,将0.5 mol H2 与1mol I2(g)混合充分反应后生成的HI少于0.5mol,放出的热量少于0.5a kJ,故B错误;C. 反应放出的热量=放出的热量-吸收的热量=H- I键的键能×2-b kJ/mol -c kJ/mol =a kJ/mol,则H- I键的键能为0.5(a+b+c) kJ/mol,故C正确;D. H +I→HI 形成化学键是放热过程,故D错误;故选C。 7.对于元素周期表中第三周期的元素来说,按原子序数递增顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是( ) A. 原子半径和离子半径均减小 B. 金属性减弱,非金属性增强 C. 氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强 D. 单质的熔点降低 【答案】B 【解析】 【分析】 A.同一周期中,按原子序数递增的顺序,原子半径逐渐减小,而离子半径不是; B.同一周期元素,按原子序数递增的顺序,金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强; C.没有指出最高价,该关系不成立; D.Na、Mg、Al属于金属晶体,Si属于原子晶体,P、S、Cl的单质都属于分子晶体。 【详解】A.第三周期中,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,而离子半径需要根据阴阳离子进行讨论,阳离子只有2个电子层,随着核电荷数的增大,离子半径逐渐减小,而阴离子有3个电子层,随着核电荷数的增加逐渐减小,但是阴离子半径整体大于阳离子半径,选项A错误; B.同一周期中,随着核电荷数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,选项B正确; C.元素的金属性越强,其最高价氧化物的水化物碱性越强,元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,所以其最高价氧化物的水化物碱性减弱、酸性增强,没有指出最高价,选项C错误; D.Na、Mg、Al属于金属晶体,Si属于原子晶体,P、S、Cl的单质都属于分子晶体,Si的熔点最高,选项D错误; 答案选B 【点睛】本题考查元素周期律的应用,题目难度中等,明确元素周期律的内容即可解答,注意熟练掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系,提高学生的综合应用能力。 8.有a、b、c、d四个金属电极,有关的反应装置及部分反应现象如下: 实验装置 部分实验现象 a极质量减小 b极质量增加 b极有气体产生 c极无变化 d极溶解 c极有气体产生 电流计指示在导线中 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是( ) A. d>a>c>b B. b>c>d>a C. d>a>b>c D. a>b>d>c 【答案】C 【解析】 【详解】原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线流向正极,溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。a极质量减小,b极质量增加,这说明a电极是负极,失去电子,b电极是正极,溶液中的铜离子得到电子,则金属性是a>b。b电极有气体产生,c极无变化,这说明b的金属性强于c的;d极溶解,c极有气体产生,这说明d电极是负极,c电极是正极,溶液中的氢离子放电,生成氢气,则金属性是d>c;电流计指示在导线中电流从a极流向d极,这说明d电极是负极,a电极是正极,则金属性是d>a,所以这四种金属的活动性顺序是d>a>b>c。 答案选C。 【点睛】该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。主要是考查对原电池原理,以及灵活运用原电池判断金属性强弱,旨在培养学生分析、归纳和总结问题的能力。该题的关键是明确原电池的工作原理,然后结合题意和装置图灵活运用即可。 9.下列说法中正确的是( ) ①离子化合物中一定有离子键,可能有共价键 ②离子化合物都属于强电解质 ③非金属单质中不含离子键,一定只含有共价键 ④稳定性:HCl>HI,沸点:Br2<I2,酸性:HF>HCl ⑤NaCl 和 HCl 溶于水破坏相同的作用力 ⑥共价键可能存在于非金属单质中,也可能存在于离子化合物或共价化合物中 A. ①②⑥ B. ①②④⑥ C. ③④⑤⑥ D. ①④⑤ 【答案】A 【解析】 【分析】 ①含离子键的一定为离子化合物; ②离子化合物在熔化状态下完全电离,都属于强电解质; ③非金属单质不一定含有共价键; ④非金属性越强、气态氢化物稳定性越强;分子晶体的分子间作用力越大、沸点越高; ⑤NaCl溶于水破坏离子键 和 HCl 溶于水破坏共价键; ⑥离子化合物或共价化合物或非金属单质中均可能含共价键。 【详解】①离子化合物中一定有离子键,可能有共价键,如NaOH中含离子键和共价键,故正确; ②离子化合物在熔化状态下完全电离,都属于强电解质,故正确; ③非金属单质不一定存共价键,如:稀有气体中不存在化学键,只存在分子间作用力,故错误; ④非金属性越强、气态氢化物稳定性越强,Cl的非金属性强于I,所以稳定性HCl>HI;Br2的相对分子质量小于I2的相对分子质量,沸点I2>Br2;HF属于弱酸,HCl属于强酸,酸性HCl>HF,故错误; ⑤NaCl溶于水破坏离子键 和 HCl 溶于水破坏共价键,所以破坏不同的作用力,故错误; ⑥离子化合物中可能含有共价键,如Na2O2中含有共价键,共价化合物中一定含共价键,氢气中含有共价键,故正确; 答案选A。 【点睛】本题侧重考查了物质与化学键的关系,难度不大,注意:不是所有物质都含化学键,如稀有气体中不存在化学键,只存在分子间作用力。 10.短周期元素A、B、C、D 原子序数依次增加,X、Y、Z、W是由这四种元素中的两种元素组成的常见化合物,X为有刺激性气味的气体,Y为淡黄色固体,甲是由C元素形成的气体单质,乙为红棕色气体,上述物质之间的转化关系如图所示部分反应物或生成物省略。下列说法正确的是 A. 原子半径大小顺序:D>C>B>A B. 最简单气态氢化物的稳定性:B>C C. 图示转化关系涉及的反应均为氧化还原反应 D. 元素C、D形成的化合物中一定只含离子键 【答案】C 【解析】 根据题意,Y是Na2O2,乙是NO2,X是NH3,Z是NO,W是H2O,甲是O2,由上述分析可知,A为H,B为N,C为O,D为Na。 A、电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:D>B>C>A,故A错误;B、B的氢化物为NH3,C的氢化物为H2O,稳定性为:H2O> NH3,故B错误;C、X →Z,是氨气的催化氧化反应,Y→甲是过氧化钠与水反应,Z+甲是一氧化氮与氧气生成二氧化氮,涉及的反应均为氧化还原反应,故C正确;D、元素C、D形成的化合物为氧化钠或过氧化钠,过氧化钠中含有离子键和共价键,故D错误;故选C。 点睛:该题推断的关键为Y为淡黄色固体,Y是Na2O2,乙为红棕色气体,乙是NO2,根据图中Na2O2和W,W是水或者CO2,甲则为氧气,则X为NH3,Z是NO,所以A、B、C、D分别为H,N,O,Na,故W只能是水。 11.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物(即由两种元素组成的化合物),n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,r溶液为强电解质溶液,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A. n+p→r+s属于置换反应 B. 元素的非金属性Z>X>Y C. Y的氢化物常温常压下为液态 D. X的最高价氧化物的水化物为强酸 【答案】C 【解析】 【分析】 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl,氯气与p在光照条件下生成r与s,r溶液为强电解质溶液,s通常是难溶于水的混合物,则r为HCl,则p为CH4,氯气与m反应生成HCl与q,q的水溶液具有漂白性,则m为H2O,q为HClO,结合原子序数可知W为H元素,X为C元素,Y为O元素,结合元素周期律解答。 【详解】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl,氯气与p在光照条件下生成r与s,r溶液为强电解质溶液,s通常是难溶于水的混合物,则r为HCl,则p为CH4,氯气与m反应生成HCl与q,q的水溶液具有漂白性,则m为H2O,q为HClO,结合原子序数可知W为H元素,X为C元素,Y为O元素。 A、n+p→r+s为Cl2+ CH4→HCl+ CH3Cl等反应,均属于取代反应,选项A错误; B. 元素的非金属性Y(O) >X(C),选项B错误; C. Y的氢化物H2O、H2O2常温常压下均为液态,选项C正确; D. X的最高价氧化物的水化物为H2CO3为弱酸,选项D错误。 答案选C。 【点睛】本题考查元素化合物推断,物质的颜色、溶液酸性强弱为推断突破口,需要学生熟练掌握元素化合物知识,注意抓住短周期元素形成二元化合物。 12.X、Y、Z均为短周期主族元素,已知它们的原子序数的关系为X+Z=2Y,且Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸。则下列有关说法正确的是( ) A. 若X是Na,则Z的最高价一定为偶数 B. 若X是O,则YX一定是离子化合物 C. 若Y是O,则非金属性Z>Y>X D. 若Y是Na,则X、Z不可能是同一主族元素 【答案】B 【解析】 A.X是Na,则Z可为Cl,最高价是奇数,故A错误;B.X是O,因为O原子序数是8,偶数,则Z只能是S,Y的原子序数为2=12,Y是Mg,MgO是离子化合物,故B正确;C.Y是O,则X+Z=16,只有Z为N,X为F满足,非金属性:F>O>N,即:X>Y>Z,故C错误;D.Y是Na,则X+Z=22,Z可为N,Y为P元素,N和P是同一主族元素,7+15=22满足前述条件,故D错误;故选B。 点晴:高频考点,注意根据原子序数的关系判断元素的种类是解答该题的关键,原子序数X+Z=2Y,则X和Z的原子序数只能同时为奇数或者同时为偶数,Z的最高价氧化物对应水化物是强酸,Z只能是N,S,Cl(短周期)等元素,以此解答该题。 13.SO2是大气污染物,造成酸雨的主要原因,用如图所示装置可以既吸收工厂排放的废气中的SO2,又可以生成一定量的硫酸,下列说法正确的是( ) A. a为正极,b为负极 B. 生产过程中氢离子由右移向左 C. 从左下口流出的硫酸的质量分数一定大于50% D. 负极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ 【答案】D 【解析】 由图可知,此装置为原电池,且a极发生氧化反应,属于负极,b极为正极,A项错误;原电池中阳离子移向正极,故氢离子由左移向右,B项错误;负极区有硫酸生成,但同时水的量在增加,则硫酸的质量分数不一定大于50%,甚至还可能小于50%,C项错误;负极反应式为SO2+2H2O-2e-===SO+4H+,D项正确。 14.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( ) A. H2(g)+Br2(g)2HBr(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变 B. 2NO2(g)N2O4(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变 C. CaCO3(s)CO2(g)+ CaO(s),恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变 D. N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3:1 【答案】D 【解析】 【分析】 反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,可由此进行判断。 【详解】A、H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g) 恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变,说明溴单质的浓度不再变化,达到了平衡,选项A不符合题意; B、2NO2(g)⇌N2O4(g)是前后气体系数和变化的反应,当恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变,达到了平衡,选项B不符合题意; C、CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s) 恒温、恒容下,反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值,质量变化,体积不变,所以密度变化,当气体密度保持不变的状态是平衡状态,选项C不符合题意; D、3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g) 反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3:1,不能证明正逆反应速率相等,不一定是平衡状态,选项D符合题意。 答案选D。 【点睛】本题考查了化学平衡状态的判断,难度不大,注意反应前后气体体积不变的化学反应平衡状态的判断方法。 15.下列措施对增大反应速率明显有效是( ) ①Al在氧气中燃烧生成Al2O3,将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用98%浓硫酸 ③Zn与稀硫酸反应制取H2时,滴加几滴CuSO4溶液 ④在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强 ⑤2SO2+O22SO3,升高温度 ⑥Na与水反应时,增大水的用量 A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①②③⑤ D. ①⑤ 【答案】A 【解析】 【详解】①、将Al片改成Al粉,增大了反应物的接触面积,所以能使反应速率加快,故正确; ②、铁和浓硫酸常温下钝化,加热反应生成的是二氧化硫气体,不放氢气,故错误; ③、Zn与加入的CuSO4溶液反应生成单质铜,形成锌铜原电池,反应速率加快,故正确; ④、压强只对气体参与的反应的反应速率有影响,对非气体参与的反应没有影响,增大压强速率不变,故错误; ⑤2SO2+O22SO3,升高温度,化学反应速率增大,故正确; ⑥、加水不能改变浓度水的浓度,对反应速率没有影响,故错误; 综上,正确的有①③⑤。 答案选A。 16.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下其密度为1.16g/L,则关于此混合物组成的说法正确的是( ) A. 一定有甲烷 B. 一定有乙烷 C. 可能是甲烷和戊烷的混合物 D. 可能是乙烷和丙烷的混合物 【答案】A 【解析】 【详解】该混合烃的平均摩尔质量为1.16g/L×22.4L/mol=26g/mol,即平均相对分子质量为26,相对分子质量小于26的烷烃是甲烷,甲烷的相对分子质量为16,其他烷烃相对分子质量都大于26,所以混合物中一定有甲烷。 A.由上述分析可知,混合物中一定含有甲烷,选项A正确; B.乙烷的相对分子质量为30,可能含有乙烷,也可能不含有乙烷,选项B错误; C.戊烷不是气态烃,选项C错误; D.乙烷与丙烷的相对分子质量都大于26,不可能是乙烷和丙烷的混合物,选项D错误; 答案选A。 二、填空题(本大题共5小题,共52分) 17.化学学习和研究离不开元素周期表。表为元素周期表的一部分,表中①-⑩分别代表一种元素。回答下列问题: ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 1 ① 2 ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 3 ⑧ ⑨ ⑩ (1)上述元素中,有一种元素在自然界中形成的物质种类最多,该元素在周期表中的位置是______。 (2)⑧、⑨、⑩元素的离子半径由大到小的顺序为______(用离子符号表示)。 (3)写出由①、⑥、⑧三种元素形成的一种离子化合物的电子式___________。 (4)上述元素中有一种元素的氧化物和氢氧化物都有两性,画出该元素的原子结构示意图______;高温条件下,该元素的单质与铁红能发生反应,此反应常用于野外焊接钢轨,则该反应的能量变化可用图______表示。填“甲“或“乙” 从①-⑩中任选元素,按下面要求写出一个置换反应:_____________________要求:非金属单质1 + 化合物1→非金属单质2 + 化合物2 【答案】 (1). 第二周期第IVA族 (2). Cl->Na+>Al3+ (3). (4). (5). 甲 (6). 2F2+2H2O =4HF+O2、C+H2OCO+H2、3Cl2+2NH3=6HCl+N2、4NH3+3O2=6H2O+2N2 【解析】 【详解】①-⑩元素为:H、Li、Be、C、N、O、F、Na、Al、Cl。 (1)有一种元素在自然界中形成的物质种类最多,为C,其位置应为第二周期第IVA族; (2)⑧、⑨、⑩元素的离子分别为:Na+、Al3+、Cl-,电子层越多的离子半径越大,相同电子层结构的离子,原子序数越大半径越小,所以其半径由大到小的顺序为Cl->Na+>Al3+; (3)①、⑥、⑧三种元素形成的一种离子化合物为NaOH,其电子式为: (4)Al的氧化物和氢氧化物都有两性,Al原子结构示意图为:,常用Al与Fe2O3野外焊接钢轨,反应为铝热反应,放出大量的热,反应的能量变化可用图甲表示; (5)从①-⑩中任选元素,按非金属单质1 + 化合物1→非金属单质2 + 化合物2的要求写出的置换反应有:2F2+2H2O =4HF+O2或C+ H2OCO+H2或3Cl2+2NH3=6HCl+N2 或4NH3+3O2=6H2O+2N2。 18.某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为:Ca(ClO)2+ CaCl2+ 2H2SO4 2CaSO4 + 2Cl2↑+ 2H2O,他们设计如下实验用于制取氯气并验证其性质。 试回答: (1)该实验中A部分的装置是________(填写装置的序号)。 (2)B中的实验现象为___________________________ 。 (3)用离子方程式表示C中亚硫酸钠被氧化的主要原因,_____________________。请你帮助他们设计一个实验,证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)_____________。 (4)请根据题意画出D处的实验装置图,并注明盛放的物质______。 【答案】 (1). b (2). 溶液由无色变为黄色或棕褐色(或变成黄色后褪色,有学生想到氯气会继续和碘反应) (3). SO32- + Cl2 + H2O = SO42- + 2Cl- + 2H+ (4). 从C中取出少量溶液至小试管中,加入足量的稀盐酸,然后滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明亚硫酸钠已被氧化 (5). 【解析】 【分析】 化学方程式为Ca(ClO)2+CaCl2+H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O,应在加热的条件下反应,氯气具有强氧化性,可与KI反应生成I2,可将亚硫酸钠氧化成硫酸钠,氯气有毒,不能排放到空气中,由于可与碱反应,则可用NaOH溶液进行尾气的吸收,以此解答该题。 【详解】(1)由方程式可知反应为固体和液体的反应,应在加热的条件下反应,应用装置b进行制备,故答案为:b; (2)装置B中发生反应的离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-,实验现象为溶液由无色变为黄色或棕褐色(或变成黄色后褪色,过量的氯气会继续和碘反应生成HCl和HIO3); (3)C中亚硫酸钠被氯气氧化生成硫酸钠,反应的离子方程式为SO32- + Cl2 + H2O = SO42- + 2Cl- + 2H+;设计实验证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化,即证明有硫酸钠生成,实验操作为从C中取出少量溶液至小试管中,加入足量的稀盐酸,然后滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明亚硫酸钠已被氧化; (4)氯气有毒,不能排放到空气中,由于可与碱反应,则可用NaOH溶液进行尾气的吸收,D处的实验装置图可为。 【点睛】本题综合考查氯气的制备实验的设计,侧重于氯气的制备、收集、性质以及尾气的吸收等基本实验操作,题目难度中等,注意实验原理和方法。 19.我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,CO2转化过程示意图如图: 回答下列问题: (1)二氧化碳分子中的化学键是______,物质乙的结构简式是______。 (2)写出反应的化学方程式______。 (3)实验室常用纯净碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,反应过程中产生二氧化碳的体积V(CO2)与时间关系如图: ①由图象分析,化学反应速率最快一段是______。 ②为了增大上述化学反应的反应速率,欲向溶液中加入下列物质或采取如下操作,你认为可行的是______填写序号。 A.蒸馏水 B.氯化钠溶液 C.浓盐酸 D.加热 (4)二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,当二氧化碳与氢氧化钠反应的物质的量之比为2∶3时,溶液中的溶质是________。(填化学式) (5)在一定条件下,工业上也可用CO2合成甲醇(CH3OH),其化学方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O。将a molCO2与bmolH2充入容积为2L的密闭容器中发生上述反应,tmin时测得甲醇的物质的量为cmol。计算0-tmin内CO2的反应速率为______mol/(L·s)。[X的反应速率ν(X)=] 【答案】 (1). 共价键 (2). CH3CH(CH3)CH2CH3 (3). CO2+H2CO+H2O (4). EF (5). CD (6). Na2CO3 NaHCO3 (7). 【解析】 【详解】(1)二氧化碳分子中的化学键是共价键,根据乙的球棍模型,乙的结构简式是CH3CH(CH3)CH2CH3; (2)反应①是CO2和H2生成CO,产物应还有水,故方程式为:CO2+H2CO +H2O; (3)①由图像分析,在体积V(CO2) 与时间关系图中,斜率越大反应速率越大,化学反应速率最快一段是EF; ②为了增大上述化学反应的反应速率,加入蒸馏水降低盐酸浓度,速率降低;加入氯化钠溶液,使氢离子浓度降低,速率降低;加入浓盐酸,增大了盐酸浓度,反应速率加快;加热,温度升高,速率加快,故选CD; (4)二氧化碳与NaOH溶液可能发生的反应有:OH-+CO2=HCO3-;2OH-+CO2=CO32-+H2O 当二氧化碳与氢氧化钠物质的量之比为1:2时生成碳酸钠,当二氧化碳与氢氧化钠物质的量之比为1:1时生成碳酸氢钠;当二氧化碳与氢氧化钠的物质的量比为2:3时,2:3介于1:2和1:1之间,故溶液中的溶质是Na2CO3、NaHCO3; (5) CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 起始(mol) a b 0 0 转化(mol) c 3c c c t min时(mol) c 所以,0-tmin内CO2的反应速率为: mol/(L·s)。 20.为了研究外界条件对H2O2分解速率影响,有同学利用实验室提供的仪器和试剂设计了如下4组实验。 试剂:4% H2O2溶液,12% H2O2溶液,lmol/LFeCl3溶液 仪器:试管、带刻度的胶头滴管、酒精灯 组别 实验温度 (℃) H2O2溶液 FeCl3溶液 (1mol/L) 1 30 5mL 4% 1mL 2 60 5mL 4% 1mL 3 30 5mL 12% 0mL 4 30 5mL 4% 0mL (1)甲同学为了研究温度对化学反应速率的影响,应完成_____实验(填组别序号)。 (2)乙同学进行实验3与实验4,发现气体均缓慢产生,无法说明“浓度改变会影响化学反应速率”,你的改进方法是________________________。 (3)丙同学进行了实验1与实验4,你认为他想探究的是____________。该方案设计是否严谨?_____(填“是”或“否”),说明理由_____。 【答案】 (1). 1、2 (2). 再同时分别向实验3、实验4的试管中滴加2~3滴lmol/LFeCl3溶液作为催化剂(或加等量的氯化铁溶液也对) (3). 探究催化剂对化学反应速率的影响 (4). 否 (5). 试管中加入1mL1mol/LFeCl3溶液会使H2O2溶液的浓度降低 【解析】 【分析】 (1)通过比较表格中的数据的异同点进行解答,根据控制变量法来分析研究的对象; (2)加入等量催化剂,加快反应速率,现象更为明显; (3)实验1和实验4两试管中双氧水的浓度相同,有一支试管中加入了氯化铁溶液,氯化铁作催化剂,则可知实验的目的;加入的1mL溶液会对实验1试管溶液进行稀释,会使浓度发生改变。 【详解】(1)实验1、2只有温度不同,所以研究温度对反应速率的影响应完成实验1、2, 故答案为:1、2; (2)实验3试管中加入5mL12%H2O2溶液,实验4试管中加入5mL4%H2O2溶液,再同时分别向两支试管中滴加2~3滴lmol/LFeCl3溶液作为催化剂,加快反应速率,现象更为明显,故改进方法是再同时分别向两支试管中滴加2~3滴lmol/LFeCl3溶液作为催化剂, 故答案为:再同时分别向实验3、实验4的两支试管中滴加2~3滴lmol/LFeCl3溶液作为催化剂; (3)实验1试管中加入了氯化铁溶液,与实验4试管形成对比试验,则实验目的是探究催化剂对化学反应速率的影响;但此方案设计不合理,因为加入的1mL溶液会对试管溶液进行稀释,使浓度发生改变, 故答案为:探究催化剂对化学反应速率的影响;否;试管中加入1mL1mol/LFeCl3溶液会使H2O2溶液的浓度降低。 21.在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题:(1)写出该反应的化学方程式_________________________________________________。 (2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是___________________________________。 (3)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热?(答出两种方案)①第一种方案是______________;②第二种方案是____________。 (4)“结冰”现象说明该反应断开旧化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量________(填“>”或“<”)形成新化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量。 【答案】 (1). Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑ (2). 使反应物充分混合,迅速发生反应 (3). 在烧杯内的反应物中插入温度计,反应后温度计示数下降,说明该反应是吸热反应 (4). 用皮肤感受,感觉烧杯外壁很凉,说明该反应为吸热反应 (5). 吸收 (6). > (7). 放出 【解析】 【分析】 (1)反应为复分解反应,二者反应生成氨气、水以及氯化钡; (2)玻璃棒的搅拌作用是使混合物混合均匀,让化学反应快速发生; (3)通过玻璃片上结冰现象、烧杯和底部的玻璃片粘在一起、用手触摸烧杯外壁有冰凉的感觉、用温度计测混合物的温度看是否降温等方法可以确定反应是吸热的; (4)结冰说明反应吸热,吸热反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量,旧键断裂吸收的能量高于新键生成释放的能量。 【详解】(1)氯化铵属于铵盐,能和强碱氢氧化钡反应生成氨气、水以及氯化钡,化学方程式为Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O; (2)Ba(OH)2•8H2O晶体和氯化铵晶体之间的反应是固体之间的反应,搅拌可使混合物充分接触并发生反应, 故答案为:使反应物充分混合,迅速发生反应; (3)氢氧化钡晶体和氯化铵的反应是吸热反应,可以根据用手触摸烧杯外壁看是否变凉、用温度计测混合物的温度看是否降温、玻璃片上结冰现象、烧杯和底部的玻璃片粘在一起等现象来证明, 故答案为:第一种方案:在烧杯中的反应物中插入温度计,通过测量,发现反应后温度计的示数下降,说明反应是吸热反应;第二种方案:用皮肤感受,感觉烧杯外壁很凉,说明此反应为吸热反应; (4)结冰说明反应是一个吸热反应,则反应物的总能量小于生成物的总能量,旧键断裂吸收的能量高于新键生成释放的能量,故答案为:吸收;>;放出。 【点睛】本题考查了化学反应中的能量变化。以Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl固体的反应为背景考查了分析问题、解决问题的能力和实验设计能力,反应放出或吸收的热量可以通过触觉感知,也可以通过温度计测量,题目难度不大。 查看更多