答案:
D
7.(2015·甘肃省天水一中一模)①pH=2的CH3COOH溶液;②pH=2的HCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液。
相同条件下,有关上述溶液的比较中,不正确的是( )
A.水电离的c(H+):
①=②=③=④
B.若将②、③溶液混合后,pH=7,则消耗溶液的体积:
②=③
C.等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:
①最大
D.向溶液中加入100mL水后,溶液的pH:
③>④>②>①
解析:
本题考查离子浓度比较、弱电解质的电离等知识。
①、②的氢离子浓度相同,③、④的氢氧根离子的浓度相同,而且①、②的氢离子浓度与③、④的氢氧根离子的浓度相同,相同条件下,水的离子积常数是定值,酸或碱都抑制水的电离,所以这四种溶液中由水电离的c(H+):
①=②=③=④,A正确;pH=2的HCl溶液和pH=12的氨水,氨水的浓度大于盐酸,若将二者等体积混合,氨水过量溶液呈碱性,B错误;和足量铝粉反应,醋酸存在电离平衡,随反应进行,电离出的氢离子和铝继续反应,生成氢气最多,C正确;弱电解质稀释时平衡正向移动,所以稀释相同倍数后,强电解质溶液pH变化大于弱电解质溶液,则溶液pH:
③>④>②>①,D正确。
答案:
B
二、非选择题(本题包括4小题,共46分)
<一>必考题(共43分)
8.(2015·吉林省东北师大附中六模)(15分)实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH
CH2==CH2+H2O
CH2==CH2+Br2―→BrH2CCH2Br
可能存在的主要副反应:
乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚。
用少量溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下:
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
-130
9
-116
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是________(填正确选项前的字母)。
a.引发反应 b.加快反应速度
c.防止乙醇挥发d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入________(填正确选项前的字母),其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水b.浓硫酸
c.氢氧化钠溶液d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是__________________。
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在________层(填“上”或“下”)。
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用________洗涤除去(填正确选项前的字母)。
a.水b.氢氧化钠溶液
c.碘化钠溶液d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用________方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是__________________,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是__________________。
解析:
本题考查有机物的制备、分离提纯、实验基本操作等知识。
(1)乙醇在浓硫酸存在的条件下在140℃时脱水生成乙醚,故要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右;
(2)四种试剂中只有氢氧化钠溶液既可以除去酸性气体CO2、SO2(浓硫酸使有机物炭化,然后再与碳反应得到的),又不引入新的气体杂质,从而得到纯净的乙烯;(3)当溴的颜色完全褪去时,该制备反应已经结束;(4)1,2-二溴乙烷的密度比水的密度大,故产物在下层;(5)四种试剂中氢氧化钠溶液吸收消耗Br2的能力最强;(6)乙醚的沸点与l,2-二溴乙烷的沸点相差较大,可以采用蒸馏的方法分离这两种物质;(7)使用冷水的目的是降温,以避免乙烯与溴反应放出的热量使溴汽化。
但若过度冷却,由溴乙烷的熔点知其会凝固,从而导致气路堵塞。
答案:
(1)d
(2)c (3)溴的颜色完全褪去
(4)下 (5)b (6)蒸馏
(7)乙烯与溴反应时放热,冷却可以避免溴的大量挥发 1,2-二溴乙烷的凝固点较低,过度冷却会使其凝固而使气路堵塞
9.(2015·云南省部分名校1月统考)(14分)铜是与人类关系非常密切的有色金属。
已知:
常温下,在溶液中Cu2+稳定,Cu+易在酸性条件下发生反应:
2Cu+===Cu2++Cu。
大多数+1价铜的化合物是难溶物,如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。
(1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液,加热生成不溶物的颜色为________,某同学实验时却有黑色物质出现,这种黑色物质的化学式为________。
(2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生:
a.2Cu2+++4I-===2CuI↓(白色)+I2
b.2Cu2++2Cl-+2I-===2CuCl↓(白色)+I2。
为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是________。
A.SO2B.苯
C.NaOH溶液D.乙醇
(3)一定条件下,在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。
①已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构,请写出NH5的电子式:
__________________;
②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式:
__________________;
③将CuH溶解在适量的稀硝酸中,完成下列化学方程式:
CuH+
HNO3===
Cu(NO3)2+
H2↑+
+
(4)常温下,向0.20mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,生成浅蓝色氢氧化铜沉淀,当溶液的pH=6时,c(Cu2+)=________mol·L-1
{已知:
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20}。
解析:
本题考查铜及其化合物的性质、沉淀溶解平衡、氧化还原反应等知识。
(1)在新制的Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液,加热时可发生葡萄糖还原Cu(OH)2的反应[Cu(OH)2自身被还原为砖红色的Cu2O],也可发生Cu(OH)2分解生成黑色的CuO与水的反应;
(2)有色物质I2影响白色沉淀的观察,四种试剂中只有苯既可以有效地吸收I2(萃取)又不影响CuCl2与KI之间的反应(与水溶液分层);(3)①NH5是由负一价的氢离子与正一价的铵根离子所组成的;②结合题干信息Cu+易在酸性条件下发生反应2Cu+===Cu2++Cu可知CuH在过量稀盐酸中发生歧化反应;③硝酸被还原为NO,由原子守恒可知还有水生成,结合得失电子守恒易配平该化学反应方程式;(4)当溶液的pH=6时,溶液中c(H+)=10-6mol/L,此时溶液中c(OH-)=10-8mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-)=2.2×10-20,由此易知c(Cu2+)=2.2×10-4mol/L。
答案:
(1)砖红色 CuO
(2)B
(3)①
②2CuH+2H+===Cu+Cu2++2H2↑ ③6、16、6、3、4、NO↑、8、H2O (4)2.2×10-4
10.(2015·甘肃省张掖市三诊)(14分)资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:
6FeO(s)+CO2(g)===2Fe3O4(s)+C(s) ΔH=-76.0kJ·mol-1
①上述反应中每生成1molFe3O4,转移电子的物质的量为________mol;
②已知:
C(s)+2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=+113.4kJ·mol-1,则反应:
3FeO(s)+H2O(g)===Fe3O4(s)+H2(g)的 ΔH=________。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。
向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO20.2mol·L-1,H20.8mol·L-1,CH40.8mol·L-1,H2O1.6mol·L-1。
则300℃时上述反应的平衡常数K=________。
200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:
①图中生产过程的能量转化方式是________;
a.电能转化为化学能b.太阳能转化为电能
c.太阳能转化为化学能d.化学能转化为电能
②上述电解反应在温度小于900℃时进行,碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,阴极反应式为3CO2+4e-===C+2CO
,则阳极的电极反应式为__________________。
解析:
本题考查盖斯定律、平衡常数、化学反应与能量变化、电解等知识。
(1)由6FeO(s)+SO2(g)===2Fe3O4(s)+C(s)知,FeO中铁元素化合价由+2升至Fe3O4中+
,CO2中碳元素由+4降至0,每生成1molC转移电子4mol,生成Fe3O42mol,则生成1molFe3O4转移电子2mol;②反应①:
6FeO(s)+CO2(g)===2Fe3O4(s)+C(s) ΔH1=-76.0kJ/mol,反应②:
C(s)+2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH2=+113.4kJ/mol,根据盖斯定律
(①+②)则ΔH=
(ΔH1+ΔH2)=
×(-76.0+113.4)kJ/mol=+18.7kJ/mol;
(2)根据平衡浓度可求平衡常数K=
==25;由题意知300℃时,K=25,200℃时,K=64.8,即降温平衡常数增大,平衡正向移动,根据平衡移动原理知正反应为放热的可逆反应,降温平衡正向移动,故该反应正向放热,ΔH<0;(3)由图知,用吸收的太阳能和电源电能作为反应发生的能量来源,故太阳能和电能转化为化学能,选ac;电解反应中阳极失电子发生氧化反应,由图知反应产物为O2,电解质为熔融碳酸钠,故电极方程式为2CO
-4e-===2CO2↑+O2↑。
答案:
(1)①2 ②+18.7kJ·mol-1
(2)25 <
(3)①a、c ②2CO
-4e-===2CO2↑+O2↑
<二>选考题(共15分。
请考生任选一题做答。
如果多做,则按所作第一题计分)
11.(2015·宁夏银川一中第六次月考)【化学——选修2:
化学与技术】(15分)
实验室里用某工厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备绿矾(FeSO4·7H2O)和聚铁(碱式硫酸铁的聚合物),其过程如图所示:
(1)若用浓硫酸配制过程①所需的250mL3.0mol·L-1的稀硫酸,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需要__________________。
(2)过程②用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有________(填仪器名称),该过程产生的尾气会对大气造成污染,可选用下列试剂中的________吸收。
a.浓硫酸b.蒸馏水
c.NaOH溶液d.浓硝酸
(3)过程③中,需要加入的物质名称是________,检验溶液X中金属阳离子是否完全转化的试剂为__________________(填试剂名称)。
(4)过程④的操作是将溶液________、__________________过滤、洗涤,即得到FeSO4·7H2O晶体。
过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是__________________。
(5)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验:
①用分析天平称取样品3.200g;②将样品溶于足量盐酸后,加入足量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495g。
若该聚铁主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则该聚铁中铁元素的质量分数为________。
解析:
本题考查仪器的使用、尾气的处理方法、物质的选择、Fe3+的检验、混合物的分离方法、实验操作的目的、物质含量的计算等知识。
(2)过程②产生的尾气含有SO2会对大气造成污染,由于该气体是酸性氧化物,能够与碱发生反应生成盐,因此可选用NaOH溶液吸收;(3)由于溶液X中含有Fe2(SO4)3,要用该溶液制取绿矾,就要在过程③中加入还原剂,但是不能引入杂质离子,故加入的是铁粉;(4)过程④的操作是将溶液浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,即得到FeSO4·7H2O晶体。
Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,水解产生氢氧化铁胶体和硫酸,盐的水解反应是吸热反应,所以过程⑥中将溶液Z加热到70~80℃,目的是为了促进Fe3+的水解;(5)n(SO
)=3.495g÷233g/mol=0.015mol,则根据n(Fe3+)=0.015mol,所以该聚铁中铁元素的质量分数为[(0.015mol×56g/mol)÷3.200g]×100%=26.25%。
答案:
(1)250mL容量瓶、胶头滴管
(2)坩埚 c
(3)铁 硫氰化钾溶液
(4)蒸发(浓缩) (冷却)结晶 促进Fe3+的水解
(5)26.25%
12.(2015·广西省柳州市3月模拟)【化学——选修3:
物质结构与性质】(15分)
图l所示的转化关系中(具体反应条件略),a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,其余均为它们的化合物,i的溶液为常见的酸,a的一种同素异形体的晶胞如图2所示。
回答下列问题:
(1)图2对应的物质名称是________,其晶胞中的原子数为________,晶体类型为________。
(2)d中元素的原子核外电子排布式为__________________。
(3)图1中由两种元素组成的物质中,沸点最高的是________,原因是__________________,该物质的分子构型为________,中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)图1中的双原子分子中,极性最大的分子是________。
(5)k的分子式为________,中心原子的杂化轨道类型为________,属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
解析:
本题考查晶体类型、核外电子排布式、杂化轨道类型、分子构型、分子极性等知识。
根据题中条件和所给转化关系可知,a为C单质,b为H2,c为O2,d为Cl2,f为CO,g为CO2,i为HCl,K为COCl2。
(1)图2对应的物质为金刚石,C原子的个数为8×
+6×
+4=8,金刚石属于原子晶体;
(2)a为C,则b为H2、c为O2,因i是常见的酸,只由b、d形成,故可判断为盐酸,则d为Cl2。
Cl原子核外有17个电子,其排布式为1s22s22p63s23p5;(3)图1中两种元素形成的化合物中,水由于分子间存在氢键,沸点高。
H2O为V形分子,O中有2对孤电子对,杂化类型为sp3;(4)图1中双原子分子中,HCl的极性最大;(5)COCl2的中心原子C无孤电子对,杂化类型为sp2,为极性分子。
答案:
(1)金刚石 8 原子晶体
(2)1s22s22p63s23p5
(3)H2O 分子间可形成氢键 V形(或角形) sp3
(4)HCl
(5)COCl2 sp2 极性
13.(2015·贵州省贵阳一中5月适应性考试)【化学——选修5:
有机化学基础】(15分)
绿原酸(
)是一种抗氧化药物,存在如图所示的转化关系。
(1)绿原酸中的含氧官能团有酯基、________。
(2)B的分子式是__________________。
(3)C的氧化产物能发生银镜反应,则C―→D的化学方程式是__________________。
(4)咖啡酸苯乙酯的结构简式是__________________。
(5)1molA与足量的H2、浓溴水作用,最多可消耗H2________mol,浓溴水________mol。
(6)F是A的同分异构体。
F分别与碳酸氢钠溶液或新制Cu(OH)2溶液反应产生气体或红色沉淀;苯环上只有两个取代基,且核磁共振氢谱表明该有机物中有8种不同化学环境的氢。
①符合上述条件的F有________种可能的结构;
②若F还能与NaOH在常温下以物质的量之比1∶2完全反应,其化学方程式为
____________________________(任写1个)。
解析:
本题考查官能团、分子式、结构简式、反应类型、有机方程式、同分异构体等知识。
咖啡酸苯乙酯(C17H16O4)在稀硫酸条件下发生水解反应生成A(C9H8O4)与C,C在浓硫酸、加热条件下生成D,D一定条件下生成聚苯乙烯,故D为
,C的氧化产物能发生银镜反应,C为伯醇,故C为
,A中含有—COOH,结合绿原酸的结构可知,A为
,故B为
,咖啡酸苯乙酯发生水解反应生成A、C,故咖啡酸苯乙酯的结构简式为
。
(5)由A的结构简式可知,1molA最多与4mol氢气发生加成反应,1molA最多与1mol溴发生加成反应,最多与3mol溴发生取代反应;(6)①F是A的同分异构体,F可以与碳酸氢钠溶液反应产生气体,分子中含有—COOH,也可以与新制Cu(OH)2溶液反应产生红色沉淀,含有—CHO,且F的苯环上只有两个取代基,符合上述条件F的结构简式有
(邻、间、对3种)、
(邻、间、对3种),共有6种;②若F还能与NaOH在常温下以物质的量之比1∶2完全反应,则F中含有酚羟基、—COOH,则F为
(邻、间、对)等。
答案:
(1)羟基、羧基
(2)C7H12O6
(3)
+H2O
(4)
(5)4 4 (6)①6
②
(或其化合理答案)