新教材人教版高中化学必修第二册全册课后习题及章末检测含解析

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人教版高中化学必修第二册全册课后习题及章末检测

第五章化工生产中的重要非金属元素 .................................................................................... 2

第一节硫及其化合物 .................................................................................................. 2

第1课时硫和二氧化硫 ....................................................................................... 2 第2课时硫酸硫酸盐 ....................................................................................... 9 第3课时硫酸根离子的检验不同价态含硫物质的转化 .................................. 15 第二节氮及其化合物 .................................................................................................. 21

第1课时氨和铵盐 ............................................................................................ 21 第2课时硝酸酸雨及防治 .............................................................................. 28 第三节无机非金属材料 ............................................................................................. 33 第五章检测 .................................................................................................................. 38 第六章化学反应与能量 ........................................................................................................ 46

第一节化学反应与能量变化 ..................................................................................... 46

第1课时化学反应与热能.................................................................................. 46 第2课时化学反应与电能.................................................................................. 52 第二节化学反应的速率与限度 .................................................................................. 59

第1课时化学反应的速率.................................................................................. 59 第2课时化学反应速率的影响因素 ................................................................... 65 第3课时化学反应的限度化学反应条件的控制 ............................................. 71 第六章检测 .................................................................................................................. 78 第七章有机化合物 ............................................................................................................... 88

第一节认识有机化合物 ............................................................................................. 88

第1课时有机化合物中碳原子的成键特点 ........................................................ 88 第2课时烷烃的性质 ......................................................................................... 92 第二节乙烯与有机高分子材料 .................................................................................. 97

第1课时乙烯 .................................................................................................... 97 第2课时烃有机高分子材料 ........................................................................ 101 第三节乙醇与乙酸 .................................................................................................. 107

第1课时乙醇 .................................................................................................. 107 第2课时乙酸官能团与有机化合物的分类 .................................................. 112 第四节基本营养物质 .............................................................................................. 119

第1课时糖类 .................................................................................................. 119 第2课时蛋白质油脂 ................................................................................... 123 第七章检测 ................................................................................................................ 129 第八章化学与可持续发展 .................................................................................................. 138

第一节自然资源的开发利用 ................................................................................... 138

第1课时金属矿物的开发利用 ........................................................................ 138

第2课时海水资源的开发利用 ........................................................................ 145 第3课时煤、石油和天然气的综合利用 .......................................................... 152 第二节化学品的合理使用 ....................................................................................... 158 第三节环境保护与绿色化学 ................................................................................... 161 第八章检测 ................................................................................................................ 167

第五章化工生产中的重要非金属元素

第一节硫及其化合物

第1课时硫和二氧化硫

基础训练

1.下列有关硫的说法中,不正确的是( ) A.硫有多种同素异形体 B.硫的化学性质与氧气相同

C.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色 D.硫在一定条件下能与某些金属反应,生成金属硫化物答案B 解析S和O2都是非金属单质,但化学性质不相同。

2.下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是 ( ) ①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2 ⑦H2S A.②⑤⑧ 答案B 解析硫的氧化性不是很强,与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物,所以金属Fe、Cu在加热条件下分别与硫单质反应时,只能生成FeS、Cu2S,而不是Fe2S3、CuS。氯气具有强氧化性,可将Fe直接氧化为FeCl3。

3.下列反应中,SO2表现出氧化性的是( ) A.2SO2+O2B.SO2+H2OC.2H2S+SO2答案C 2SO3 H2SO3 3S+2H2O

H2SO4+2HCl B.①④⑥

C.③④⑦

D.④⑥⑦

D.SO2+2H2O+Cl2

解析A、D两项,SO2中硫元素的化合价均由+4价升高到+6价,表现了还原性;B项,SO2中硫元素的化合价未发生变化,SO2表现的是酸性氧化物的性质;C项,SO2中硫元素的化合价降低,表现出了氧化性。

4.下列有关三氧化硫的说法中正确的是( ) A.SO3极易溶于水,且与水反应生成H2SO4 B.SO2、SO3均具有漂白性,均能使石蕊溶液变红色 C.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应 D.SO2在空气中易被氧化为SO3 答案A 解析SO3不具有漂白性,SO2不能漂白指示剂,两者均可使石蕊溶液变红色,B项错误;SO3既可与碱反应,也可与碱性氧化物反应,故C项错误;SO2不易被空气中的氧气氧化,只有在催化剂存在并加热条件下与O2反应才能生成SO3,故D项错误。

5.下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )

答案B 解析A项,稀硫酸与Cu不反应,可用浓硫酸与Cu反应制SO2,错误;B项,SO2可以使品红褪色,可验证其具有漂白性,正确;C项,SO2的密度比空气大,收集时应长管进气短管出气,错误;D项,SO2与饱和NaHSO3溶液不反应,不能用饱和NaHSO3溶液吸收SO2,应用碱液吸收,错误。 6.下列溶液:①澄清石灰水,②H2S溶液,③酸性KMnO4溶液,④新制氯水,⑤品红溶液。能够区别SO2和CO2气体的是( ) A.只有①②③ C.只有②③④⑤ 答案C 解析SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,所以不能利用澄清石灰水来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性,能将H2S氧化成单质硫(有黄色沉淀生

B.只有②③④ D.全部

成);SO2也具有还原性,能被酸性KMnO4溶液和新制氯水氧化(溶液褪色);SO2还具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有这些性质。所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2。 7.某化学实验兴趣小组的同学用如图装置通入SO2气体进行实验。

(1)请填写表中空格:

管中棉花 ① 的位置棉花浸取试剂现象石蕊溶液 ② 品红溶液 ③ 淀粉和碘水混合液褪色 ④ 氢硫酸浅黄色沉淀氧化性体现SO2 酸性的性质氧化物漂白性

(2)写出③中发生反应的化学方程式: 。答案(1)①变红色 ②褪色 ③还原性

(2)I2+SO2+2H2O

H2SO4+2HI

解析SO2是酸性氧化物,由于其中硫元素显+4价,处于中间价态,所以SO2既有氧化性又有还原性。SO2有漂白作用,但不能使石蕊溶液褪色。①中石蕊溶液变红色,②中品红溶液褪色,③中SO2表现还原性,发生的反应为SO2+I2+2H2O

H2SO4+2HI。

提升练习

1.类推法是化学学习与研究中常用的方法,下列类推的结论正确的是( )

A.钠在与氧气、水等的反应中均作还原剂,则金属单质参与反应生成化合物时均作还原剂 B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,则钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜

C.碳在少量氧气中燃烧会生成CO,在过量的氧气中燃烧生成CO2,则硫在少量氧气中燃烧生成SO2,在过量氧气中燃烧生成SO3

D.铁与氯气反应生成FeCl3,则硫与铁反应生成Fe2S3 答案A 解析金属无负价,金属与其他物质反应生成化合物时,均作还原剂,A项正确;钠很活泼,与硫酸铜溶液反应时先与水反应,生成的NaOH再与CuSO4反应,不会置换出铜,B项不正确;硫在过量氧气中燃烧也只生成二氧化硫,C项不正确;硫与铁化合时生成FeS,D项不正确。 2.下列实验报告记录的实验现象正确的是( )

答案C 解析A项中,SO2溶于水生成H2SO3,溶液呈酸性,使石蕊溶液显红色。B项中,SO2具有漂白性,通入品红溶液中,品红褪色。C项中,SO2被氯水氧化为S ,S 与Ba2+生成硫酸钡白色沉淀,同时因Cl2的消耗,溶液变无色。D项中,SO2与氢氧化钠反应生成Na2SO3,Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3白色沉淀。 3.已知2FeSO4

Fe2O3+SO2↑+SO3↑,把产生的气体通入BaCl2溶液中,则( )

- -

A.产生BaSO4和BaSO3两种沉淀 B.产生BaSO4沉淀,SO2从溶液中逸出 C.产生BaSO4沉淀,无SO2气体逸出 D.产生沉淀含BaSO4,并有HCl气体逸出答案B 解析由于FeSO4分解产生大量的SO2和SO3气体,其中的SO3气体可以与水反应生成H2SO4,通入BaCl2溶液后,BaCl2会与硫酸反应生成BaSO4沉淀,但是SO2不会与氯化钡发生反应,会从溶液中逸出。

4.为除去混入CO2中的SO2和O2,下列试剂的使用顺序正确的是( )

①饱和Na2CO3溶液 ②饱和NaHCO3溶液 ③浓硫酸 ④灼热的铜网 ⑤碱石灰 A.①③④ 答案D 解析混合气体通过饱和NaHCO3溶液能除去SO2,还能增加CO2的量,经过浓硫酸干燥后,再通过灼热的铜网,即可除去氧气。

5.某兴趣小组为了探究SO2气体还原Fe3+的反应,他们使用的药品和装置如下图所示,下列说法不合理的是( )

B.③④⑤

C.②④③

D.②③④

A.能表明I-的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色

B.装置C的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气

C.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去

D.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀答案C 解析向含有淀粉的碘水中通入SO2气体,会发生反应SO2+I2+2H2O气污染物,由于SO2是酸性气体,可以与NaOH发生反应SO2+2NaOH酸性KMnO4溶液,发生反应2KMnO4+5SO2+2H2O若SO2与FeCl3发生反应SO2+2H2O+2FeCl3高锰酸钾溶液时,会发生反应Mn +5Fe2++8H+SO2+2H2O+2FeCl3

H2SO4+2HI,由于I2参Na2SO3+H2O,所以可

与反应被消耗,因此B中蓝色溶液褪色,证明物质的还原性强弱为SO2>I-,A项正确。SO2是大以用NaOH溶液吸收尾气,防止污染空气,B项正确。若SO2与FeCl3不发生反应,向A中加入

K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,溶液紫色褪去;Mn2++5Fe3++4H2O,溶液紫红色也褪去,因H2SO4+2HCl+2FeCl2,当向该溶液中加入酸性

此不能验证A中是否发生了氧化还原反应,C项错误。若A中发生了氧化还原反应

H2SO4+2HCl+2FeCl2,溶液中含有硫酸,当加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶

BaSO4↓+2HCl,产生白色沉淀;若没有发生氧化还原反应,则

液时,会发生反应H2SO4+BaCl2项正确。

6.如图所示,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。下列有关说法不正确的是( )

由于HCl酸性强于H2SO3,当向溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时,不产生白色沉淀,D

A.湿润的蓝色石蕊试纸变红后不褪色

B.湿润的品红试纸、蘸有KMnO4溶液的滤纸褪色都能证明SO2的漂白性 C.湿润的淀粉KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2的 D.NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2 答案B 解析Na2SO3晶体和浓硫酸会发生反应:Na2SO3+H2SO4

Na2SO4+SO2↑+H2O。A项,SO2能

使湿润的蓝色石蕊试纸变红,但不能使它褪色,正确;B项,湿润的品红试纸褪色,体现了SO2的漂白性,而蘸有KMnO4溶液的滤纸褪色体现了SO2的还原性,错误;C项,氧化性:I2>SO2,所以SO2不能将I-氧化为I2,湿润的淀粉KI试纸不变蓝,正确;D项,实验室多余的SO2需用NaOH溶液吸收,防止污染大气,发生的反应为SO2+2NaOH

Na2SO3+H2O,正确。

7.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。

(已知:Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O)

请回答下列问题:

(1)装置A中盛放浓硫酸和亚硫酸钠的仪器名称分别是、。

(2)反应后,装置B中发生的现象是 ,反应的离子方程式为 ;装置C中的现象是 ,表现了SO2的 ;装置D中现象是 ,发生反应的化学方程式为。

(3)装置E的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象: 。 (4)F装置的作用是 ,漏斗的作用是。答案(1)分液漏斗圆底烧瓶

(2)溶液褪色 SO2+Cl2+2H2O有黄色沉淀生成 2H2S+SO2

4H++2Cl-+S 溶液紫色褪去(溶液褪色) 还原性

3S↓+2H2O

(3)将试管E在酒精灯上加热,溶液恢复红色 (4)吸收多余的SO2 防止倒吸

解析浓硫酸与Na2SO3发生反应Na2SO3+H2SO4(浓)SO2+2H2S

Na2SO4+SO2↑+H2O,SO2能使新制氯水

及酸性KMnO4溶液褪色,在反应中SO2表现还原性;SO2与装置D中的H2S发生反应

3S↓+2H2O,从而使溶液变浑浊,该反应中SO2表现氧化性;SO2能使品红溶液褪

色,但加热后溶液又恢复红色,说明SO2与品红溶液的作用具有可逆性;装置F用于吸收多余的SO2,因为SO2易与NaOH溶液反应,因此采用倒扣漏斗吸收SO2可防止液体倒吸。

拓展训练

为了验证铁和硫反应产物中铁元素的化合价,下面是某同学设计的实验过程的一部分。

、混合粉末

黑色固体

滤渣溶液已知:①FeS固体难溶于水,可与稀盐酸、稀硫酸发生反应:FeS+2H+②3S+6NaOH

2Na2S+Na2SO3+3H2O。

Fe2++H2S↑。

请回答以下问题:

(1)混合粉末A中硫粉必须过量的原因是。 (2)反应在“惰性环境”中进行的原因是。 (3)操作②的作用是 ,也可改用。 (4)操作③稀硫酸煮沸的目的是。

(5)为检验产物中铁元素的价态,对D溶液的实验操作最好是。答案(1)防止因铁粉过量而使滤渣C中含有的铁粉与H2SO4反应,生成Fe2+干扰实验,过量的铁粉还能与可能存在的Fe3+反应,影响实验结果

(2)防止环境中的O2参与反应 (3)除去混合物中过量的硫粉 CS2

(4)防止H2SO4溶液中溶解的氧气氧化生成的Fe2+

(5)加入煮沸的KSCN溶液,若溶液变红色,证明产物中有Fe3+;若溶液无明显现象,再滴入双氧水(或新制氯水),溶液显红色,则证明产物中有Fe2+

解析实验目的是验证铁和硫反应产物中铁元素的价态,若Fe过量,滤渣C中含Fe,会与H2SO4反应生成Fe2+,还能与可能存在的Fe3+反应,干扰实验。空气中的O2能与Fe2+反应,会影响实验,所以反应应在“惰性环境”中进行。

第2课时硫酸硫酸盐

基础训练

1.区别浓硫酸和稀硫酸,既简单又可靠的方法是( ) A.与铜片反应 B.与石蕊溶液反应

C.用玻璃棒各蘸少许涂在纸上 D.加入锌片看是否有气体生成答案C 解析常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应,无法区别。浓硫酸、稀硫酸均可与锌片反应,浓硫酸反应产生SO2,稀硫酸反应产生H2,可以区别,但不是最简单、最好的方法。只有C项是利用了浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区别,方法简单。 2.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是( ) A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(难挥发性) B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性) C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性) D.浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性) 答案B 3.硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的铁槽车。某工人边吸烟边用水冲洗,结果发生了爆炸事故,下列引起爆炸的原因中正确的是( ) A.浓硫酸遇明火爆炸

B.浓硫酸遇水发热爆炸

C.铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸

D.稀释后的硫酸溶液与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸答案D 解析浓硫酸加水稀释变成稀硫酸后,与金属铁反应产生氢气,吸烟时,氢气在空气中遇明火造成爆炸。

4.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( ) A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化

B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体 C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体 D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化答案D 解析选项A中利用的是浓硫酸的脱水性,B项中反应在加热条件下才能发生;C项中的氨气是碱性气体,不能用浓硫酸干燥。

5.浓硫酸在使下列物质发生转化时,只表现强氧化性的是( ) A.CuC.FeO答案B 解析浓硫酸在反应中表现出酸性时,硫元素的化合价不变,硫元素仍以S 的形式存在;浓硫酸表现出强氧化性时,硫元素的化合价降低。C+2H2SO4(浓)的化合价降低,浓硫酸只表现强氧化性;Fe2O3+3H2SO4不变,浓硫酸只表现酸性;而Cu+2H2SO4(浓)

CO2↑+2SO2↑+2H2O中,硫元素

CuSO4 B.CCO2

Fe2(SO4)3

Fe2(SO4)3 D.Fe2O3

Fe2(SO4)3+3H2O中,硫元素的化合价

CuSO4+SO2↑+2H2O和2FeO+4H2SO4

Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O中,都是一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价不变,所以浓硫酸在A、C项转化中,既表现了酸性,又表现了氧化性。

6.向50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量( ) A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol

C.在0.45 mol和0.9 mol之间 D.大于0.45 mol 答案A 解析Cu只与浓硫酸反应,不与稀硫酸反应,故当硫酸浓度降低到一定程度时,反应即停止,在参

- 加反应的硫酸中只有一半被还原。所以被还原的H2SO4的物质的量小于=0.45

mol。

7.某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸时,设计了如下方案:

甲乙丙丁戊操作投入火柴梗加入金属铝片分别加入到盛水的试管中用玻璃棒蘸浓氨水靠近盛酸的试剂瓶瓶口加到CuSO4·5H2O晶体中结论变黑者为浓硫酸产生刺激性气味的气体者为浓硫酸放出大量热者为浓硫酸冒白烟者为浓硫酸变白者为浓硫酸

(1)其中可行的是 (填序号)。

(2)其中一个稍作改进就能成为可行方案的是 ,改进方法是。

(3)完全错误的是 ,因为。答案(1)甲、丙、戊

(2)乙操作中增加加热条件(或将结论改为常温下反应产生气体的为稀硫酸) (3)丁硫酸不是挥发性酸

解析(1)甲、丙、戊分别利用了浓硫酸的脱水性、稀释时放出大量的热、吸水性,方案可行。(2)乙中,浓硫酸使铝钝化,加热即可反应。而常温下铝片可与稀硫酸反应产生H2。(3)丁错,挥发性酸遇浓氨水才能产生白烟,硫酸不属于挥发性酸。

提升练习

1.下列各组气体通常状况下能大量共存,并且既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥的是( ) A.SO2、O2、HBr 答案D 解析既能用浓硝酸干燥,又能用碱石灰干燥的气体应是中性气体,D项中的气体均为中性气体且在通常状况下能大量共存。

2.化学与生活密切相关。下列说法错误的是( ) A.碳酸氢钠可用于胃酸过多症 B.漂白粉可用于生活用水的消毒 C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸 D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查答案D 解析碳酸氢钠溶液呈弱碱性,可与胃液中的盐酸反应,A项正确;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,可用于生活用水的消毒,B项正确;胃酸的主要成分是盐酸,可用Al(OH)3中和过多胃酸,生成AlCl3和H2O,C项正确;可溶性钡盐有毒,碳酸钡可与胃酸(主要成分是盐酸)反应生成BaCl2,易引起中毒,故常用不溶于酸的BaSO4做胃肠X射线造影检查,D项错误。

B.NH3、O2、N2

C.NH3、CO2、HCl D.H2、CH4、O2

3.如图所示,小试管内盛有约3 mL饱和硫酸铜溶液,与锥形瓶连通的U形细管内盛有少量水(为了便于观察,预先把水染成了红色)。沿小试管的内壁小心地慢慢倒入约3 mL浓硫酸,静置片刻后,不可能观察到的现象有( ) A.小试管内液体分成两层,上层蓝色,下层无色 B.U形细管内左边液面降低,右边液面升高 C.有少量的白色固体析出 D.小试管内有气泡产生答案D 解析浓硫酸的密度比水的密度大,溶于水放出大量的热,且浓硫酸具有强吸水性,必然导致饱和硫酸铜溶液中析出CuSO4固体。

4.用20 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与铜共热一段时间后,冷却,过滤除去多余的铜,将滤液加水稀释到100 mL,所得溶液中S 的浓度为3.18 mol·L-1,则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为( ) A.0.50 mol·L-1 C.1.00 mol·L-1 答案A 解析随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,所得溶液为CuSO4与稀硫酸的混合溶液。反应前n(H2SO4)=18.4 mol·L-1×0.020 L=0.368 mol,反应后n(S )=3.18 mol·L-1

B.0.75 mol·L-1 D.3.18 mol·L-1

×0.100 L=0.318 mol;因此减少的S 的物质的量n(S )=n(SO2)=0.368 mol-0.318 mol=0.050

CuSO4+SO2↑+2H2O可知,n(CuSO4)=n(SO2)=0.050 mol,则

- -

mol。由反应Cu+2H2SO4(浓)c(CuSO4)=

=0.50 mol·L-1。

5.5 mL物质的量浓度为18 mol·L-1的浓硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下列说法正确的是( )

A.有0.09 mol的硫酸被还原 B.有0.045 mol的硫酸被还原 C.充分反应后体系无硫酸剩余 D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g 答案D 解析浓硫酸与铜可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应进行,硫酸逐渐消耗,其浓度也逐渐减小,当硫酸溶液由浓变稀时,反应就会停止。因此,实际参加反应的硫酸的物质的量要比理论计算值小。由题意知,n总(H2SO4)=0.005 L×18 mol·L-

=0.09 mol,参加反应的硫酸的物质的量n消耗(H2SO4)<0.09 mol,则被还原的硫酸的物质的量小

于0.045 mol,参加反应的铜的质量小于2.88 g。

6.一定量Cu粉与浓硫酸共热产生SO2气体的体积为2.24 L(标准状况),则下列情况不可能的是( )

A.加入的铜的质量为6.4 g

B.加入的浓硫酸中溶质的物质的量为0.2 mol C.加入的铜的质量大于6.4 g

D.加入的浓硫酸中溶质的物质的量多于0.2 mol 答案B 解析Cu与浓硫酸共热时发生的反应为Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O,当生成标准

状况下2.24 L SO2(0.1 mol)时,反应消耗0.1 mol Cu(6.4 g),消耗0.2 mol H2SO4,由于反应中硫酸不断被消耗且有H2O生成,浓硫酸浓度不断减小,待变为稀硫酸时,不再与Cu反应,故实验中m(Cu)≥6.4 g,n(H2SO4)>0.2 mol。

7.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。请回答:

(1)装置A中发生反应的化学方程式

为。

(2)装置D中试管口放置的棉花应事先用一种液体浸湿,这种液体是 ,其作用是。

(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭止水夹K并移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象

是。B中应放置的液体是 (填字母)。 A.水 C.浓溴水

B.酸性KMnO4溶液 D.饱和NaHSO3溶液

(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。 ①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是。

②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是 (填字母)。 A.铁粉 C.银粉

B.BaCl2溶液 D.NaHCO3溶液

CuSO4+SO2↑+2H2O

答案(1)Cu+2H2SO4(浓)

(2)NaOH溶液(其他合理答案均可) 吸收多余的二氧化硫,防止污染空气 (3)瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升 D

(4)①反应过程中硫酸被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 ②AD 解析(1)Cu可与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)因为SO2是污染

性气体,不能排入大气中,故D中试管口放置的棉花应事先用NaOH溶液浸湿,以吸收多余的SO2,防止污染空气。(3)余热使反应继续进行时,生成的多余气体可贮存于B中,排出的液体进入长颈漏斗,为减少SO2的溶解,B内应盛放饱和NaHSO3溶液。(4)随着反应的进行,H2SO4被不断消耗,且反应生成水,使硫酸溶液的浓度逐渐减小,当变为稀硫酸时,反应将会停止,因为铜与稀硫酸不反应;可向反应结束后的烧瓶中加入铁粉或NaHCO3溶液,若有气泡产生,则可证明确有余酸。

8.(1)浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为。

(2)试用下列各装置设计一个实验,验证上述反应的各种产物。写出这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向,填装置的序号):

→ → → 。

编号 ① ② 装置编号 ③ ④ 装置

(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。则A瓶溶液的作用是 ,B瓶溶液的作用是 ,C瓶溶液的作用是。

(4)装置②中所加的固体药品是 ,可确定的产物是 ,确定装置②在整套装置中位置的理由是。

(5)装置③中所盛放的溶液是 ,可验证的产物是。答案(1)C+2H2SO4(浓)

(2)④ ② ① ③

(3)验证产物中有SO2 将SO2全部氧化吸收确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收 (4)无水CuSO4(或变色硅胶) 水蒸气由于产物气流通过①③时会带出水蒸气,所以②必须放置在①③之前

2SO2↑+CO2↑+2H2O

(5)澄清石灰水 CO2

解析检验C与浓硫酸反应的产物时,先检验H2O,再检验SO2,最后检验CO2。为了避免SO2对检验CO2的干扰,故在①中B瓶中盛放酸性KMnO4溶液,作用是将SO2全部氧化吸收,C瓶中盛放品红溶液,作用是确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收。

拓展训练

某课外活动小组的同学,在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中,甲同学认为产生的气体是二氧化硫,而乙同学认为除二氧化硫气体外,还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确,丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X,且该发生装置略去),试回答下列问题:

(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为。 (2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是。 (3)丙同学在安装好装置后,必须首先进行的一步操作是。 (4)A中加入的试剂可能是 ,作用是 ; B中加入的试剂可能是 ,作用是 ; E中加入的试剂可能是 ,作用是。 (5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是

C中: ,D中: 。如果去掉装置B,还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气? (填“能”或“不能”),原因是。答案(1)Zn+2H2SO4(浓)

ZnSO4+SO2↑+2H2O

(2)Zn与浓硫酸反应过程中,浓硫酸逐渐变稀,Zn与稀硫酸反应可产生H2 (3)检查装置的气密性

(4)品红溶液检验SO2 浓硫酸吸收水蒸气碱石灰防止空气中水蒸气进入D中 (5)黑色固体变成红色白色粉末变成蓝色不能因为进入C的混合气体中含H2O,会干扰H2的检验

解析本题对Zn与浓硫酸反应的气体产物进行两种推测,而后设计实验装置进行验证。验证SO2,可用品红溶液;验证H2,可利用它的还原性,如在加热条件下H2可与CuO反应生成Cu和H2O,而无水硫酸铜遇水变蓝,同时必须注意验证H2时,应避免空气中的水蒸气和从洗气装置中带出的水蒸气对氢气检验的干扰。

第3课时硫酸根离子的检验不同价态含硫物质的转化

基础训练

1.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,设计实验方案为溶液则X为( ) A.Na2CO3 答案B 解析除去Ba(NO3)2应用碳酸盐而不可选用硫酸盐,碳酸盐过量才能保证Ba(NO3)2被除净,过量的碳酸盐还能用适量硝酸除去;而硫酸盐虽能保证Ba(NO3)2被除净,但过量的硫酸盐无法用硝酸除去;因为是钾盐溶液,故不能用Na2CO3。 2.下列事实与原因(括号中)对应关系正确的是( )

A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(浓硫酸具有难挥发性)

B.向某样品溶液中先滴加过量的稀盐酸,无现象,再滴加BaCl2溶液后出现白色沉淀(样品溶液中含有S )

C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性) D.浓硫酸可与铜反应(只显示浓硫酸的强氧化性) 答案B 解析在空气中敞口久置的浓硫酸质量增大是因为浓硫酸具有吸水性;向样品溶液中加入稀盐酸,没有现象,说明一定没有Ag+,再加入少量BaCl2溶液,生成白色沉淀,此时溶液显酸性,而BaSO4既不溶于水也不溶于酸,则白色沉淀为BaSO4,溶液中含有S ;蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成,是因为浓硫酸具有脱水性;浓硫酸与金属铜的反应中,既表现浓硫酸的强氧化性,又显示浓硫酸的强酸性。 3.下列叙述或操作中正确的是( )

A.浓硫酸能使硫酸铜晶体失去结晶水,体现了浓硫酸的脱水性 B.浓硫酸对有机物的腐蚀性是浓硫酸脱水性和强氧化性的综合体现 C.浓硫酸具有氧化性,稀硫酸无氧化性

D.浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上稀NaOH溶液答案B 解析A项,浓硫酸吸收结晶水,体现了其吸水性;C项,稀硫酸中H+表现氧化性;D项,浓硫酸沾到皮肤上,用大量水冲洗后,不能涂稀的强碱溶液,可涂上小苏打溶液。 4.在检验S 的过程中,下列操作正确的是( ) (提示:稀硝酸具有强氧化性,可将S 氧化为S )

A.先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有S 存在 B.先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,证明有S 存在 C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有S 存在 D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有S 存在

- - - - - - - - -

KNO3溶液。

B.K2CO3 C.Na2SO4 D.K2SO4

答案C 解析A项,先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,则溶液中也可能含有S 或HS ;B项,先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,则溶液中也可能含有S 或HS ;D项,先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,则溶液中也可能含有Ag+。

5.下列反应能产生二氧化硫的是( ) A.氧化铜和稀硫酸反应 B.亚硫酸钠和氧气反应 C.三氧化硫和水反应 D.铜和热的浓硫酸反应答案D 解析A选项,两者反应生成硫酸铜和水,所以错误;B选项,两者反应生成硫酸钠,所以错误;C选项,两者反应生成硫酸,所以错误;D选项,两者反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,所以正确。 6.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是( )

-- --

A.X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性 B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应

C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水,一定可以观察到白色沉淀产生 D.工业上,B转化为D的反应条件为高温、常压、催化剂答案D 解析由题意知X为浓硫酸。浓硫酸使蔗糖变黑主要体现了浓硫酸的脱水性,A项错误;浓硫酸在室温下使Fe钝化,B项错误;A为碳单质时,生成的C为CO2,CO2通入少量澄清石灰水生成可溶性的Ca(HCO3)2,C项错误;SO2与O2反应的条件为高温、常压、催化剂,D项正确。 7.在如图所示的转化关系中,A、B、C、D、E、F、G、H、I均为常见物质。

已知B、D都是淡黄色固体,且A与D可反应生成离子化合物I,B与I的相对分子质量相同。请回答下列问题:

(1)写出下列物质的化学式:A ,F(3)用电子式表示I的形成过

程: 。 (4)写出B→C、E→F的化学方程式: B→C ;

,H 。

(2)写出C的电子式: 。写出H2O2的电子式: 。

E→F 。

答案(1)Na SO3 Na2SO4(或NaHSO4)

(2)Na+ H] H

(3)

(4)2Na2O2+2H2O

4NaOH+O2↑ 2SO2+O2

2SO3

解析根据B是淡黄色固体,且可以与水反应生成氧气,则B为过氧化钠,A为金属钠,C为氢氧化钠;D是淡黄色固体,且可与氧气发生连续的氧化反应,则D为硫单质,E、F、G、H分别为二氧化硫、三氧化硫、硫酸和硫酸钠(或硫酸氢钠);B与I的相对分子质量相同,则I为Na2S。

提升练习

1.化学实验中常将溶液或试剂进行酸化,下列酸化的处理措施正确的是( ) (提示:HNO3具有强氧化性,可氧化S 、Fe2+等离子) A.检验溶液中是否含有S 时,用硝酸酸化后再加BaCl2溶液 B.为提高高锰酸钾溶液的氧化能力,用盐酸将高锰酸钾溶液酸化 C.检验溶液中是否含有Fe2+时,用硝酸酸化后,加KSCN溶液 D.检验溶液中是否含有S 时,用盐酸酸化后,加BaCl2溶液答案D 解析A项中硝酸能将S 氧化;B项中高锰酸钾溶液能将氯离子氧化;C项中加入KSCN溶液变红色不能说明原溶液中含Fe2+,也可能含有Fe3+。

2.某溶液中含有较大量的Cl-、C 、OH-三种阴离子,如果只取一次该溶液就能够分别将三种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是( )

①滴加足量的Mg(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加适量的AgNO3溶液 ④滴加足量的Ba(NO3)2溶液 A.①②④②③ C.①②③②④ 答案B 解析首先滴加足量的Ba(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有C ,同时除去C ;过滤后,在滤液中滴加足量的Mg(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有OH-,同时除去OH-;过滤后,滴加适量的AgNO3溶液,如果出现白色沉淀,证明有Cl-。

3.SO2气体通入BaCl2溶液中,无沉淀产生,但再分别加入①氨水、②氯水、③H2S溶液均有沉淀产生,这些沉淀分别为( ) A.BaSO4、BaSO3、S C.BaSO3、BaSO4、S 答案C B.S、BaSO3、BaSO4 D.BaSO3、S、BaSO4

- - - - - - -

B.④②①②③ D.④②③②①

解析SO2可在碱性条件下与BaCl2反应生成BaSO3沉淀;SO2与Cl2发生反应SO2+Cl2+2H2O

H2SO4+2HCl,S +Ba2+

BaSO4↓;SO2具有弱氧化性,可与H2S发生反应SO2+2H2S

3S↓+2H2O。故分别加入氨水、氯水和H2S溶液后依次生成的沉淀为BaSO3、BaSO4、S。 4.用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最严密的是( ) A.检验试液中的S :试液B.检验试液中的S :试液C.检验试液中的I-:试液D.检验试液中的C :试液答案B 解析A项中先加入稀硝酸,如果溶液中没有S ,而存在S ,硝酸可将S 氧化成S ,最终也会出现白色沉淀,A项错误;B项中先加入足量稀盐酸,可以排除S 、Ag+等离子的干扰,然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明原溶液中存在S ,B项正确;如果溶液中存在I-,I-具有还原性,被过氧化氢氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质显蓝色,但是C选项中溶液最终没有变蓝色,C项错误;D项中如果存在S ,也会出现相同的实验现象,D项错误。

5.工业上用电解法生产烧碱的主要原料是饱和食盐水,它是将粗盐溶解在水中,通过分离和提纯制成的。由于粗盐中含有泥沙、CaCl2、MgCl2、Fe2(SO4)3等杂质,不符合电解的要求,因此必须进行精制。首先将粗盐水过滤除去泥沙,再用化学试剂进一步净化处理。 (1)如何运用最简方法检验过滤后的溶液中有无S ? 。 (2)净化过程中下列化学药品可以选用的是 (填写代号)。 A.Ba(NO3)2溶液 B.BaCl2溶液 C.NaOH溶液 D.K2CO3溶液 E.Na2CO3溶液 F.稀盐酸 G.稀硫酸

(3)你设计加入化学试剂的先后顺序是。在加入某种化学试剂之前,还必须增加一种物理除杂方法,这种化学试剂的名称是 ,这种物理除杂方法的名称是。要在实验室中实施这种除杂方法,所用到的玻璃仪器有。

(4)经过科学论证,上述净化食盐水的方案合理,又通过更加精确的实验方法对净化后的食盐水进行成分分析,发现其中CaCl2、MgCl2的含量还是超标,必须进一步降低其含量。对此,下列说法中正确的是。 A.对盐水进行过滤

B.再从上述(2)中选取化学试剂除杂

C.查找资料或访问专家,采用更加先进科学的方法除杂

答案(1)取适量溶液于试管中,向其中先加入稀盐酸,无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,即证明含有S

(2)BCEF

- - - - - - - - - - - -

无沉淀

深黄色溶液

白色沉淀

白色沉淀深黄色溶液

沉淀溶解

(3)BECF或CBEF或BCEF 稀盐酸过滤烧杯、玻璃棒、漏斗 (4)C

解析(1)检验S 是否存在,可取适量溶液于试管中,向其中先加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,即证明含有S 。

(2)除去MgCl2、Fe2(SO4)3应选用NaOH溶液和BaCl2溶液,不能选用Ba(NO3)2溶液,否则引入N ;除去CaCl2和过量的BaCl2应选用Na2CO3溶液,不能选用K2CO3溶液,否则引入K+;除去过量的NaOH、Na2CO3应选用稀盐酸,不能选用硫酸,否则会引入S ;故选用的试剂为BCEF。

(3)用Na2CO3溶液除去CaCl2和过量的BaCl2,故Na2CO3溶液应在BaCl2溶液之后加入,用稀盐酸除去过量的NaOH、Na2CO3,故稀盐酸最后加入,则试剂加入顺序为BECF或CBEF或BCEF。在加入稀盐酸前需将产生的沉淀过滤,否则沉淀会再次溶解。

(4)因为上述净化食盐水的方案合理,但杂质含量还是超标,只能采用更加先进科学的方法除杂。

6.有一可能已变质的Na2SO3样品(无水)。某化学兴趣小组展开了对该样品的分析,请你参与他们的活动。(提示:硝酸具有强氧化性,可将S 氧化为S )

(1)猜想样品中可能含Na2CO3、和 (填化学式)。 (2)实验设计

①取适量样品于烧瓶中配成无色溶液,再加入过量的BaCl2溶液;

②待沉淀完全后,从分液漏斗向烧瓶中加入下列溶液 ,产生气体。 A.稀硫酸 B.稀硝酸 C.稀盐酸

③将气体连续通入下列装置:

- - -- - -

(3)结论:样品已部分变质。 (4)问题讨论:

Ⅰ.某同学认为实验步骤①多余,你认为该步骤 (选填“是”或“不”)多余(若选“不”继续回答下一空格,若选“是”不必回答下一空格),设计的用意是。 Ⅱ.实验步骤③中a、b、c、d的作用分别是: a. ; b. ; c. ; d. 。答案(1)Na2SO3 Na2SO4 (2)C

(4)Ⅰ.不检验样品中是否含Na2SO4

Ⅱ.验证SO2 除去SO2 验证SO2已被除尽验证CO2

解析本题是一道检验、鉴别题,依据题中设计的思路,进行辨析,并对某些实验步骤作出评价。

(1)样品中成分Na2SO3具有还原性,易被氧化为Na2SO4,在题干中已猜想有Na2CO3存在时,则另两种可能成分为Na2SO3、Na2SO4。

(2)欲确定Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4的存在,实则是鉴定C 、S 、S 的存在。在①步加入Ba2+后,产生的沉淀有可能有BaCO3、BaSO3、BaSO4,为此在②步所加的酸只能为稀盐酸 ,因为H2SO4能干扰S 检验,HNO3能将S 氧化为S ,干扰S 的检验;③步中在给定装置及试剂后,首先检验产生的气体中含有SO2,再除去SO2,并检验SO2已被除尽,再检验CO2气体。

(4)实验步骤①中所加BaCl2溶液为检验样品中是否含Na2SO4,不多余;实验步骤③中各装置中的作用分别为验证SO2存在、除去SO2、验证SO2被除尽及验证CO2。

拓展训练

已部分氧化的亚硫酸钠,为确定其纯度,要进行如下实验:

①称取样品W1 g;②将样品溶解于蒸馏水中;③给溶液加稍过量的经盐酸酸化的BaCl2溶液;④过滤、洗涤、干燥沉淀,称其质量为W2 g,试回答: (1)BaCl2用盐酸酸化的原因: 。

(2)BaCl2溶液要加入稍过量的原因: 。 (3)怎样检查S 是否完全除去? 。

(4)判断沉淀是否洗净的方法: 。 (5)Na2SO3纯度的计算式: 。答案(1)防止生成BaSO3沉淀

(2)使S 全部转化为BaSO4沉淀

(3)取上层清液少许滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,说明S 未完全除去;反之,则完全除尽

(4)取最后一次洗涤液少许加AgNO3溶液,若无沉淀,则已洗净;反之,没洗净 (5)(1- )×100%

- - -

- - - -

第二节氮及其化合物第1课时氨和铵盐

基础训练

1.1 L 0.1 mol·L-1的氨水中所含溶质的微粒的物质的量为( )

A.0.1 mol NH3分子 B.0.1 mol NH3·H2O分子

C.NH3分子和NH3·H2O分子共0.1 mol

D.NH3分子和NH3·H2O分子及N 共0.1 mol

答案D 解析根据氮原子守恒很容易得出:n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(N )=0.1 mol。

2.检验氨可以用( ) A.湿润的红色石蕊试纸 B.干燥的红色石蕊试纸 C.干燥的蓝色石蕊试纸 D.湿润的蓝色石蕊试纸答案A 解析氨溶于水,溶液呈碱性。

3.已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如下所示转化关系,且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐,则X可能是( ) XA.N2 答案C 解析能发生连续氧化的物质,中学阶段学习的有C、S、H2S、Na、N2、NH3。但符合X与W反应生成盐的只有NH3。转化关系为NH34.下列方法适合实验室制取氨的是( ) A.N2和H2催化加热制取氨 B.加热NH4Cl制取氨

C.将浓氨水向碱石灰固体上滴加 D.将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合答案C 解析A项适用于工业生产氨;B项因为NH4Cl分解生成的NH3、HCl遇冷又化合为NH4Cl,不能制取氨;D项由于NH3极易溶于水,不适合制取NH3。

5.实验室可以按如图所示的装置干燥、贮存气体M,多余的气体可用水吸收,则M是( )

NO2

HNO3。

B.NO2

C.NH3

D.NO

A.氨气 C.二氧化氮

B.一氧化碳 D.氯化氢

答案A 解析由气体M用干燥管干燥、用向下排空气法收集、用防倒吸装置吸收,可知气体M的密度比空气的小,且在水中溶解度非常大,符合条件的只有氨,选A项。 6.能用如图装置进行喷泉实验的一组气体是( )

A.HCl和CO2 C.O2和CO2 答案A 解析要利用该装置进行喷泉实验,所选气体必须易溶于NaOH溶液或易与NaOH反应,B项中的CO、C项中的O2、D项中的NO都不溶于NaOH溶液,也不与NaOH反应。 7.已知A、B、C、D为气体,E、F为固体,G是氯化钙,它们之间的转换关系如图所示:

B.NH3和CO D.NO2和NO

(1)D的化学式是 ,E的化学式是。 (2)A和B反应生成C的化学方程式

是。 (3)C和D反应的化学方程式是 ,现象是。答案(1)NH3 NH4Cl

(2)H2+Cl2(3)HCl+NH3

D+C

2HCl

NH4Cl 产生大量白烟

D知,D为氨,且F为碱;又知“G为氯化钙”推出F为

解析框图推断题的关键是找准切入点,由题目中“A、B、C、D为气体,E、F为固体”,结合

E可知,E为铵盐;再由E+F

Ca(OH)2,C为HCl气体。

提升练习

1.制备干燥的氨所需的药品是( ) A.NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰 B.饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体 C.NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸

D.NH4Cl固体、消石灰、碱石灰答案D 解析A项,不能用NH4Cl溶液与NaOH溶液混合制取NH3;B项,NH3不能用P2O5固体干燥;C项,不能用NH4Cl晶体与NaOH溶液混合制NH3,也不能用浓硫酸干燥NH3;D项,实验室用NH4Cl固体与消石灰共热的方法制取NH3,并用碱石灰干燥NH3。

2.能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四种溶液(可以加热)的一种试剂是( ) A.BaCl2溶液 B.Ba(NO3)2溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.AgNO3溶液答案C 解析Ba(OH)2溶液和Na2SO4溶液混合有白色沉淀生成;Ba(OH)2溶液和NH4NO3溶液混合产生有刺激性气味的气体;Ba(OH)2溶液和KCl溶液混合无明显现象;Ba(OH)2溶液和(NH4)2SO4溶液混合既有白色沉淀生成,又产生有刺激性气味的气体。

3.用一充满氨的烧瓶做喷泉实验,当水充满整个烧瓶后,烧瓶内的氨水中溶质的物质的量浓度是(按标准状况下计算)( ) A.0.045 mol·L-1 C.0.029 mol·L-1 答案A 解析本题以氨的喷泉实验为切入点考查物质的量的有关计算。假设烧瓶的容积为1 L,则氨的物质的量为 mol,溶液的体积为1 L,氨水中溶质的物质的量浓度为 mol·L-1,即0.045 mol·L-1。

4.针对实验室制取氨,下列说法不正确的是( ) A.发生装置与用KClO3制取O2的装置相同 B.可用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨

C.氨的验满可以用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒放于试管口附近 D.所用的铵盐不是NH4NO3,是因为NH4NO3受热易爆炸答案B 解析实验室制取NH3属于固体与固体混合加热制气体,与KClO3分解制O2装置一样;由于NH3的溶解度很大,故不能用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨;氨气遇湿润的红色石蕊试纸变蓝或遇浓盐酸产生白烟;NH4NO3受热易爆炸,一般使用NH4Cl或其他非氧化性酸的铵盐制氨。

B.1 mol·L-1 D.不能确定

5.如右图所示,锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y,若挤压胶头滴管,使液体Y滴入锥形瓶中,振荡,一会儿可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是( )

A.X是HCl,Y是饱和食盐水 B.X是CO2,Y是稀硫酸 C.X是SO2,Y是NaOH溶液 D.X是NH3,Y是NaNO3溶液答案B 解析小气球a鼓起,说明锥形瓶内气压降低,X气体易溶于Y液体,B项中CO2不溶于稀硫酸,所以不可能是B项。

6.右图装置中的干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管,下列选项与实验事实不相符的是( ) A.NH3 H2O(含石蕊溶液) 蓝色喷泉 B.HCl H2O(含石蕊溶液) 红色喷泉 C.Cl2 饱和食盐水无色喷泉 D.CO2 NaOH溶液无色喷泉答案C 解析Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,所以不能形成喷泉。

7.某化学实验小组同学利用以下装置制备氨,并探究氨的性质(部分仪器已略去)。请回答:

(1)实验室制备氨的化学方程式为。 (2)用装置B收集氨时,氨的进气口是 (选填“a”或“b”),说明选择的理由: 。

(3)打开装置B中的活塞c,若观察到烧瓶内产生了红色喷泉,则说明氨具有的性质是 , 。

(4)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨的是 (填序号)。

答案(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

(2)a 氨的密度比空气的密度小

(3)极易溶于水溶于水形成的溶液呈碱性 (4)BD

解析(1)实验室制取氨的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)氨的密

度比空气的小,可用向下排空气法收集,进气导管要伸到烧瓶底部。(3)能形成喷泉,证明氨极易溶于水;观察到红色喷泉,说明氨溶于水形成的溶液显碱性。(4)A不利于氨的吸收,B、D能防止倒吸,C会发生倒吸。

8.某课外活动小组在实验室用如下图所示的装置进行实验,验证氨的某些性质并收集少量纯净的N2。

请回答:

(1)实验前先将仪器按图示连接好,然后检查装置的气密性。怎样检查该装置的气密性? 。

(2)烧瓶内装有生石灰,随浓氨水的滴入,产生氨。氨产生的原因是。 (3)实验进行一段时间后,观察到加热的硬质玻璃管内的黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水CuSO4的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的N2。根据这些现象,写出硬质玻璃管内发生反应的化学方程式: 。这个反应说明氨具有。 A.碱性 C.氧化性

B.还原性 D.不稳定性

(4)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是。 (5)在最后出气管的导管口收集干燥、纯净的氮气,收集方法是。答案(1)先关闭分液漏斗的活塞,向广口瓶中加水,浸没进气导管口,用酒精灯在烧瓶下稍加热,若导气管口有少量气泡冒出,停止加热后,导管内水面上升,形成一段水柱,说明装置的气密性良好

(2)NH3·H2O中的H2O与CaO反应并放热,使NH3逸出 (3)3CuO+2NH3

3Cu+N2+3H2O B

(4)干燥N2,吸收未反应的NH3 (5)用塑料袋或球胆收集

拓展训练

氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题: (1)氨的制备

①氨的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为。

②欲收集一瓶干燥的氨,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示)。 (2)氨与二氧化氮的反应

将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤

打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中

实验现象解释原因 ①Y管

②反应的化学方程

中

式

续表

操作步骤将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温打开K2 实验现象解释原因 Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚 ③ ④

答案(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2

②dcfei

(2)①红棕色气体慢慢变浅

2NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3·H2O

NH3↑+H2O)

②8NH3+6NO27N2+12H2O

③Z中NaOH溶液产生倒吸现象

④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外界大气压解析(1)①实验室可利用反应2NH4Cl+Ca(OH)2置;或利用NH3·H2O

CaCl2+2NH3↑+2H2O制取氨,故可以选A装

NH3↑+H2O制取NH3,故也可以选B装置。

②生成的NH3中混有水蒸气,且氨是碱性气体,可用碱石灰干燥,用向下排空气法收集;在收集装置后,需连接防倒吸的尾气处理装置;

(2)NO2具有强氧化性,NH3具有还原性,NO2中氮元素由+4价降至0价,NH3中氮元素由-3价上升至0价,生成N2,故化学方程式为8NH3+6NO2浅甚至变为无色。

由于反应前后气体体积减小,故Y中压强减小,烧杯内NaOH溶液在大气压强的作用下会倒吸入Y管内。

7N2+12H2O,则Y管内气体颜色变

第2课时硝酸酸雨及防治

基础训练

1.酸雨给人类带来了种种灾祸,严重地威胁着地球的生态环境,下列有关减少或者防止酸雨形成的措施中可行的是( )

①对燃煤进行脱硫 ②对含SO2、NO2等的工业废气进行无害处理后,再排放到大气中 ③人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物 ④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料,如天然气、甲醇等 A.①②③④ C.只有①②④ 答案C 解析酸雨的形成主要是SO2、NO2的大量排放所造成的,①②④都可减少SO2或NO2的排放量且是可行的,而雷电作用所产生的氮的氧化物扩散在大气中,无法人工收集。 2.下列对于硝酸的认识,不正确的是( ) A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B.铜与硝酸的反应属于置换反应 C.金属与硝酸反应不产生氢气 D.可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸答案B B.只有①②③ D.只有①③④

解析4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,A项正确;铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别

是NO2和NO,没有单质生成,故不属于置换反应,B项错误;硝酸是氧化性酸,金属与硝酸反应均不产生H2,C项正确;铁、铝遇冷浓硝酸钝化,故可用铁或铝制容器盛装冷的浓硝酸,D项正确。

3.下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是( ) A.常温下都可用铝制容器贮存

B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻 C.常温下都能与铜较快反应

D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都增大答案A 解析浓硫酸吸水增重,浓硫酸常温下与Cu不反应,露置在空气中,浓硝酸、浓硫酸的浓度都减小。

4.将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是( ) A.反应速率:两者相同

B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少 C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深 D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少答案B 解析比较反应Cu+4HNO3(浓)

Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,当Cu的质量相同、HNO3过量时,两个反应转移的电子数目相同,消耗的HNO3前者多,生成气体的颜色前者深。浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,浓硝酸与铜反应的速率比稀硝酸大得多。

5.往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是

A.前者基本没有改变,后者变棕黄色 B.前者变棕黄色,后者也变棕黄色 C.前者变棕黄色,后者基本没有改变 D.前者、后者都基本没有改变答案C 解析Fe2+和N 、S 在溶液中可以大量共存,但加入盐酸后,N 在酸性条件下表现出强氧化性,把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色。S 与H+在水溶液中不能结合成浓硫酸,不能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液颜色基本没变。

6.相同质量的四份铜片,分别置于足量的下列酸中,所得到的气体的物质的量最多的是( ) A.浓硫酸 C.浓硝酸答案C 解析根据化学方程式可知,铜与浓硝酸反应产生的NO2的物质的量最多。

B.稀硫酸 D.稀硝酸

-- --

( )

7.非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题: ABCD (1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。 ①D的化学式是 ;

②在工业生产中,B气体的大量排放被雨水吸收后会形成而污染环境。 (2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体。

①A、C的化学式分别是:A ;C 。 ②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,请写出该反应的化学方程式: 。该反应 (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。答案(1)①H2SO4 ②酸雨

(2)①N2 NO2 ②Cu+4HNO3(浓)H2SO4;若大量排放SO2,则会形成酸雨。

(2)若C是红棕色气体,则C为NO2,B为NO,A为N2,D为HNO3,浓硝酸可与Cu反应:4HNO3(浓)+Cu反应。

提升练习

1.铜粉放入稀硫酸中,加热后无明显变化,但加入某盐一段时间后,发现铜粉质量减小,则该盐不可能是( ) A.FeCl3 C.KNO3 答案B 解析A项,反应的离子方程式为2Fe3++Cu程式均为8H++2N +3Cu2.在通风橱中进行下列实验:

Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 属于

解析(1)若B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则B是SO2,C是SO3,D是

Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。此反应有元素化合价升降变化,属于氧化还原

B.NaCl D.Cu(NO3)2

Cu2++2Fe2+,铜粉溶解;C项、D项反应的离子方

3Cu2++2NO↑+4H2O,铜粉溶解;B项不反应。

步骤

Ⅰ Ⅱ

现Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅象红棕色速停止

下列说法中不正确的是( )

A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO+O2C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 D.红棕色气体的成分是NO2

2NO2

B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应

答案C 解析浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。

3.铜与1 mol·L-1硝酸溶液反应,若c(N )下降0.2 mol·L-1,则c(H+)下降( ) A.0.2 mol·L-1 C.0.6 mol·L-1 答案D 解析铜与1 mol·L-1硝酸溶液反应的离子方程式为8H++2N +3Cu

---

B.0.4 mol·L-1 D.0.8 mol·L-1

3Cu2++2NO↑+4H2O,消

耗H+和N 的物质的量之比为8∶2=4∶1,它们浓度的变化量之比是4∶1。

4.木炭与浓硫酸共热产生的气体X和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置),下列有关说法不正确的是( )

A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡 B.Z导管出来的气体中有二氧化碳 C.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡 D.在Z导管口有红棕色气体出现答案A 解析X为SO2、CO2的混合物;Y为NO2,在Z导管口处发生反应:2NO+O2气混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量是( ) A.9.6 g C.4.8 g 答案D 解析铜银合金与HNO3反应过程如下:

Cu、Ag

NO2、NO

HNO3

B.6.4 g D.3.2 g

2NO2。

5.14 g铜银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应,将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧

Cu、Ag与HNO3的反应是氧化还原反应,Cu、Ag失电子,HNO3得电子生成NO2或NO。由于NO2、NO、O2都被水吸收生成HNO3,即NO2、NO又将电子转移给O2,所以在整个反应过程中,相当于Cu、Ag失去的电子转移给0.05 mol O2,0.05 mol O2得电子物质的量=0.05 mol×4=0.2 mol。设Cu的物质的量为x、Ag的物质的量为y,则有:

{

解之得,{

所以铜的质量m(Cu)=0.05 mol×64 g·mol-1=3.2 g。

6.铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL N2O4气体(标准状况),在反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀的质量为( ) A.9.02 g 答案B 解析n(NO2)=0.2 mol,n(N2O4)=0.015 mol,由HNO3转变为NO2、N2O4过程中得电子的物质的量为n=0.2 mol+0.015 mol×2=0.23 mol,由得失电子守恒知,2n(Cu)+2n(Mg)=0.23 mol,64 g·mol-1

B.8.51 g C.8.26 g D.7.04 g

×n(Cu)+24 g·mol-1×n(Mg)=4.6 g,得n(Mg)=0.069 mol,n(Cu)=0.046 mol,沉淀总质量m=0.046

mol×98 g·mol-1+0.069 mol×58 g·mol-1=8.51 g。

7.氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾,因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:NO2+NO+2NaOH

2NaNO2+H2O ①,2NO2+2NaOH

NaNO2+NaNO3+H2O ②。

在反应①中,氧化剂是 ,还原剂是。在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为。

(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: 。答案(1)NO2 NO 1∶1

(2)8NH3+6NO2

7N2+12H2O

8.在100 mL混合酸的溶液中,硝酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1,硫酸的物质的量浓度为0.15 mol·L-1,向其中加入5.76 g铜粉,微热,使其充分反应。 (1)溶液中Cu2+的物质的量浓度为。

(2)若要使5.76 g铜粉恰好完全溶解,且溶液中只存在一种盐,则原溶液中的硝酸的物质的量浓度为 ,硫酸的物质的量浓度为。答案(1)0.3 mol·L-1

(2)0.6 mol·L-1 0.9 mol·L-1

解析(1)由题意计算得:n(N )=0.05 mol,n(H+)=0.08 mol,n(Cu)=0.09 mol,由离子方程式3Cu+8H++2N 量。

生成的n(Cu2+)=0.03 mol,c(Cu2+)=0.3 mol·L-1。 (2)3Cu + 8H+ + 2N

0.09 mol

---

3Cu2++2NO↑+4H2O判断H+的量不足,则根据H+的量求算产生的Cu2+的

3Cu2++2NO↑+4H2O

0.24 mol

0.06 mol

故c(HNO3)=0.6 mol·L-1,c(H2SO4)=0.9 mol·L-1。

拓展训练

下图甲是学过的验证铜与浓硝酸反应的装置,乙、丙是师生对演示实验改进后的装置。

(1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的反应的离子方程式

是。

(2)和甲装置相比,乙装置的优点是。 (3)为了进一步验证NO2和水的反应,某学生设计了丙装置。

①先关闭弹簧夹 ,再打开弹簧夹 ,才能使NO2气体充满②试管。 ②当气体充满②试管后,将铜丝提起,使之与溶液脱离,欲使烧杯中的水进入②试管应如何操作? 。答案(1)Cu+4H++2N

Cu2++2NO2↑+2H2O

(2)①可以控制反应进行;②吸收NO2气体,防止污染环境

(3)①c a、b ②先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手焐住(热水、热毛巾加热)试管②(合理答案均可)

解析(1)三装置中发生的都是铜与浓硝酸的反应:Cu+4H++2N

Cu2++2NO2↑+2H2O。(2)乙

装置有尾气吸收装置而甲装置没有,所以,乙比甲环保;并且,甲中铜片与浓硝酸的反应不受控制(直到反应完毕为止),而乙装置可通过提拉铜丝来控制铜丝与浓硝酸接触与否,从而可以控制反应的进行。(3)②此问是仿照使密闭容器中NH3与水接触形成喷泉的操作方法而设立的,可使用类似的方法完成此操作:先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手焐住(热水、热毛巾加热)试管②。

第三节无机非金属材料

基础训练

1.NaOH、KOH等碱溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中( )

答案B 解析碱可以与玻璃中的SiO2反应,因此碱液只能贮存在带橡胶塞的细口瓶中。 2.下列物质中属于硅酸盐材料的是( ) ①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④水晶 A.只有①③ C.只有②③ 答案D 3.硅被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是( ) A.陶瓷餐具 C.计算机芯片答案C 解析硅是半导体材料,可用于制造计算机芯片;石英钟表、光导纤维都以SiO2作原料制成。 4.下列关于硅及其化合物的说法,不正确的是( ) A.晶体硅可用作半导体材料

B.硅的氧化物都可用作光导纤维的材料 C.碳化硅可用作砂纸、砂轮的磨料 D.生产玻璃和水泥的原料中都有石灰石答案B 解析硅的单质有晶体硅和无定形硅两种,晶体硅才可用作半导体材料。硅的氧化物中,晶体二氧化硅可用作光导纤维的材料。 5.下列叙述中,正确的是( ) A.自然界中存在大量的单质硅 B.石英、水晶的主要成分都是二氧化硅

C.二氧化硅的化学性质活泼,能跟酸或碱溶液发生化学反应 D.自然界中硅元素都存在于石英中答案B 解析自然界中硅元素含量很高,但都以化合态形式存在,A项错误;硅元素是亲氧元素,主要以氧化物和硅酸盐的形式存在,D项错误;二氧化硅的化学性质稳定,C项错误。 6.材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是( )

选项材料 A B C D 刚玉、金刚石大理石、石灰石普通水泥、普通玻璃沙子、石英主要化学成分三氧化二铝碳酸钙硅酸盐二氧化硅 B.②④ D.①②③

B.石英钟表 D.光导纤维

答案A 解析刚玉的主要成分是Al2O3,金刚石的成分是C,A项错误;大理石、石灰石的主要成分都是CaCO3,B项正确;普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英为原料,经混合、粉碎,在玻璃熔炉中熔融而得到的硅酸盐产品,普通水泥是以黏土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑

中煅烧,再加入适量石膏而得到的硅酸盐产品,C项正确;沙子和石英的主要成分都是SiO2,D项正确。

7.下列有关硅及其化合物的说法正确的是( ) A.晶体硅具有金属光泽,可以导电,属于金属材料

B.常温下,硅的化学性质稳定,所以自然界中的硅大部分以游离态形式存在 C.SiO2是一种酸性氧化物,能够与水反应生成相应的酸 D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸答案D 解析A项,晶体硅虽然具有金属光泽,但它属于非金属单质,其导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。B项,虽然常温下硅的化学性质稳定,但在自然界中没有游离态的硅,它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。C项,SiO2不同于其他酸性氧化物,它不溶于水,也不与水反应。D项,SiO2不溶于稀盐酸,可用稀盐酸除去SiO2中混有的CaCO3,化学方程式为CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O。

8.(1)想一想,为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起,然后从以下所给的4个词中选出一个与它们同类的物质( ) A.光导纤维 C.人造纤维 A.钢化玻璃 C.光导纤维答案(1)D (2)BC

解析(1)传统的无机非金属材料主要是指硅酸盐材料,如玻璃、水泥、陶瓷,砖瓦是陶瓷中的一种,所以选D。

(2)新型无机非金属材料的品种较多,如高温结构陶瓷和光导纤维等,其中氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等属于高温结构陶瓷,所以选B、C。

提升练习

1.下面关于硅的叙述中,正确的是( )

A.硅的非金属性比碳的强,只有在高温下才能与氢气发生化合反应

B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位 C.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在 D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料答案D 解析硅的非金属性比碳的弱,A项错;硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位,排名前四位的元素是O、Si、Al、Fe,所以B项错;硅在自然界中是以化合态存在的,所以C项也错。 2.下列叙述正确的是( )

A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者物理性质相似 B.因为CaCO3+SiO2

CaSiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸的强 B.有机陶瓷 D.砖瓦 B.碳化硼陶瓷 D.硼酸盐玻璃

(2)下列物质中,属于新型无机非金属材料的是( )

C.CO2和SiO2都能与碳反应,且都作氧化剂

D.SiO2晶体熔、沸点高,硬度大,故可用于制作光导纤维答案C 解析CO2的熔、沸点低,可溶于水,SiO2的熔、沸点高,硬度大,不溶于水,两者是酸性氧化物和其物理性质没有因果关系,A项错;CaCO3和SiO2反应是SiO2的特殊性质,不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3的弱,B项错;SiO2晶体在光学方面的特性,决定了其可制作光导纤维,D项错。 3.下列有关说法正确的是( )

A.CO2与水反应生成碳酸,是酸性氧化物;SiO2不能与水反应生成硅酸(H2SiO3),不是酸性氧化物

B.NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放 C.除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水 D.粗硅制备时,发生的反应为C+SiO2答案B 解析A项,酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物,虽然SiO2不能与水反应生成硅酸,但SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,所以SiO2是酸性氧化物,错误;B项,玻璃的成分中含二氧化硅,碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放,正确;C项,二氧化硅和碳酸钙都不溶于水,不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质,错误;D项,粗硅制备时的反应原理是2C+SiO2

Si+2CO↑,需在高温条件下反应,且产物中生成的是CO,而不是CO2,错误。

Si+CO2↑

4.下列说法中不正确的是( ) A.普通玻璃质地透明,但属于混合物 B.普通玻璃与钢化玻璃的化学成分相同 C.氧化铝陶瓷可用来制作压电地震仪 D.高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料答案C 解析普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,属于混合物;钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热,使它软化,然后急速冷却制成的,因此其化学成分与普通玻璃相同,只是机械强度是普通玻璃的4~6倍,不易破碎;氧化铝陶瓷属于生物陶瓷,主要用于制造人工器官,如假牙、关节等,压电陶瓷用于制作压电地震仪。

5.(2019全国Ⅰ)陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是( )

A “雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁 B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成 C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐 D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点答案A 解析氧化铁显红棕色,因此瓷器的青色不是来自氧化铁,A项错误;陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料,经高温烧结而成的,其化学性质稳定,不与酸、碱和氧气等反应,B、C、D三项正确。 6.下列表述正确的是( )

①化学家采用玛瑙研钵研磨固体物质,玛瑙的主要成分是硅酸盐 ②三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料

③夏天到了,游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 ④太阳能电池可采用硅材料制作,该应用有利于环保、节能 A.①② 答案D 解析①玛瑙的主要成分是SiO2,③变色眼镜中添加的是AgBr。

7.氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料,属于新型功能性陶瓷产品,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃时反应获得。

(1)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式: 。 (2)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅及氯化氢,反应的化学方程式为。答案(1)Si3N4+12HF

(2)3SiCl4+2N2+6H2

3SiF4↑+4NH3↑

Si3N4+12HCl B.①③

C.②③④

D.只有②④

解析(1)根据题目信息可知,Si3N4与氢氟酸反应,因Si3N4中硅元素化合价为+4价,氮元素化合价为-3价,故其生成物应为SiF4和NH3。

(2)根据质量守恒,SiCl4与N2、H2在高温下反应时,除生成Si3N4外,另一种生成物为HCl。 8.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究,他们以课本为基础,查阅资料得到以下可供参考的信息:

①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si;

②Mg在点燃的条件下按质量比8∶5与SiO2反应生成一种白色固体化合物和另一种硅化物; ③金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐与SiH4; ④Si和SiO2均不能与稀硫酸反应; ⑤SiH4在空气中自燃。

他们的研究报告中记载着“……选用合适的物质在适合的条件下充分反应;再用足量稀硫酸溶解固体产物;然后过滤、洗涤、干燥、最后称量……在稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花,其产率也只有预期的63%左右。”请回答下列问题:

(1)该小组“实验室制Si”的化学方程式是。 (2)写出②的化学方程式: 。

(3)你估计“在稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花”的原因是什么?请用必要的文字和化学方程式予以说明: 。答案(1)2C+SiO2

Si+2CO↑

(2)SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si

SiO2+2H2O

(3)SiH4能自燃,而有爆鸣声和火花就是由SiH4的自燃引起的,SiH4+2O2

解析还原性弱的碳能制还原性强的硅是由于反应为高温下的气相反应,其化学方程式为2C+SiO2

Si+2CO↑,镁和SiO2按8∶5的质量比反应,产物中有MgO,根据质量守恒推知另

2MgO+Mg2Si。向其中加入稀硫酸时,产生的SiO2+2H2O。

一种产物为Mg2Si,所以总反应为SiO2+4Mg气体为SiH4,其在空气中能够自燃,即SiH4+2O2

拓展训练

硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:

(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下: 石英砂粗硅SiHCl3(粗)SiHCl3(纯)高纯硅 ①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式: 。 ②H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是。 (2)下列有关硅材料的说法正确的是 (填字母)。 A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产砂纸、砂轮等 B.含硅4%的钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯 C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维 D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高答案(1)①SiHCl3+H2

Si+3HCl

②高温下H2与O2混合发生爆炸 (2)ABC

解析(1)①H2还原SiHCl3可制备Si,化学方程式为SiHCl3+H2

Si+3HCl。

②用H2还原SiHCl3过程中若混入O2,则高温下H2与O2反应易发生爆炸。

(2)A项,碳化硅硬度很大,可用于生产砂纸、砂轮等;B项,含硅4%的钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯;C项,高纯度的SiO2可以制造光导纤维;D项,普通玻璃是由石英(SiO2)、石灰石、纯碱在高温下反应制得的,其主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2,所以没有固定的熔点。

第五章检测

(时间:90分钟分值:100分)

一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)

1.(2019全国Ⅲ)化学与生活密切相关。下列叙述错误的是( ) A.高纯硅可用于制作光感电池 B.铝合金大量用于高铁建设 C.活性炭具有除异味和杀菌作用 D.碘酒可用于皮肤外用消毒答案C 解析本题考查了化学与STSE的关系,特别注重了化学物质在生产、生活中的应用。晶体硅中的电子吸收光能,电子发生跃迁,可将光能转换为电能,A项正确;铝合金具有密度小、硬度大等优点,可大量用于高铁的建设,B项正确;活性炭具有疏松多孔结构,有较强的吸附性,可用于除异味,但不具有杀菌作用,C项错误;碘酒中的碘单质具有强氧化性,可杀菌消毒,故可用于皮肤外用消毒,D项正确。

2.下列关于硫酸和硝酸的说法中,不正确的是( ) A.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性

B.浓硝酸在光照条件下变黄,说明浓硝酸不稳定,分解生成的有色产物溶于浓硝酸 C.在铜分别与浓硫酸和浓硝酸的反应中,两种酸都表现了强氧化性和酸性 D.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性答案D 解析浓硝酸显黄色是因为HNO3分解产生的NO2溶解在其中,B正确;浓硝酸不具有脱水性,D错误。

3.下列有关化学反应的叙述正确的是( ) A.Fe在稀硝酸中发生钝化 B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2 C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3 D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2 答案C 解析常温下,Fe在稀硝酸中剧烈反应,不会发生钝化,A项错误;MnO2和稀盐酸不反应,制取氯气应用浓盐酸,B项错误;室温下,钠与氧气反应生成氧化钠,在加热条件下才生成过氧化钠,D项错误。

4.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂 B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维 D.NH3易溶于水,可用作制冷剂

答案A 解析A项,人呼出气体中含有的CO2可与Na2O2反应生成O2,故Na2O2可用作呼吸面具的供氧剂,正确;B项,ClO2具有强氧化性,可以用于自来水的杀菌消毒,错误;C项,SiO2可用于制造光导纤维不是因为其硬度大,两者无对应关系,错误;D项,NH3易液化,是其可用作制冷剂的原因,错误。

5.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.FeB.S

FeCl2SO3

H2SO4 CaO

CaSiO3 HNO3 Fe(OH)2

C.CaCO3D.NH3答案C 解析A项,Fe与Cl2反应生成FeCl3,错误;B项,S与O2反应生成SO2,错误;C项,CaCO3高温分解生成CaO和CO2,碱性氧化物CaO与酸性氧化物SiO2在高温条件下反应生成CaSiO3,正确;D项,NO与H2O不反应,错误。

6.下列过程中最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是( ) A.Fe(NO3)2溶液B.Ba(NO3)2溶液C.无色溶液D.无色溶液答案C 解析A项中N 、H+能将SO2氧化成S ,故能产生BaSO4白色沉淀。B项中H+、N 能将S 氧化成S ,能产生BaSO4沉淀。D项中加盐酸无现象,可排除Ag+的存在,再加入BaCl2溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,故D项中产生的是BaSO4沉淀。C项中不能排除AgCl沉淀的可能。

7.下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )

物质(括号内为杂质) 除杂试剂 A FeCl2溶液(FeCl3) B NaCl溶液(MgCl2) C Cl2(HCl) D NO(NO2) Fe粉 NaOH溶液、稀盐酸 H2O、浓硫酸 H2O、无水CaCl2 - -- --

白色沉淀白色沉淀

白色沉淀

无色溶液

白色沉淀

答案B 解析A项,主反应Fe+2FeCl3

3FeCl2属于氧化还原反应,A不选;B项,加入足量NaOH溶液

发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀,过滤后用盐酸中和过量的NaOH得到不含MgCl2的NaCl溶液,B正确;C项,除去Cl2中的HCl,可将混合气体通过饱和食盐水,然后再用浓硫酸干燥,C不选;D项,主反应3NO2+H2O

2HNO3+NO属于氧化还原反应,D不选。

8.下列关于物质性质的叙述中正确的是( ) A.Cl2能与金属活动性顺序中大多数金属反应

B.N2是大气中的主要成分之一,雷雨时可直接转化为NO2 C.硫是一种黄色的能溶于水的晶体,既有氧化性又有还原性 D.硅是应用广泛的半导体材料,常温下化学性质活泼答案A 解析Cl2具有强氧化性,能与金属活动性顺序中大多数金属反应,A项正确;雷雨时N2与O2反应可生成NO,而不是NO2,B项错误;硫不溶于水,C项错误;硅在常温下化学性质不活泼,D项错误。

9.下列实验中金属或氧化物可以完全溶解的是( ) A.1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热 B.1 mol MnO2与含2 mol H2O2的溶液共热 C.常温下1 mol Al投入足量的浓硫酸中

D.常温下1 mol Cu投入含4 mol HNO3的浓硝酸中答案D 解析A中随着反应的进行浓硫酸逐渐变为稀硫酸,稀硫酸不与铜反应,根据Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O,Cu不能完全溶解;B中MnO2作催化剂;C中铝会钝化;D中随着反应的进行浓硝酸逐渐变为稀硝酸,但稀硝酸也与铜反应,依Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑、3Cu+8HNO3(稀)

选操作项 A B C 3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑,Cu可以完全溶解。

10.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )

现象解释或结论稀硝酸将Fe氧化为Fe3+ Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜浓氨水呈碱性 D 溶液过量的Fe粉中加入稀硝酸,充分反应后,滴加KSCN溶液呈红色无现Al箔插入稀硝酸中象试纸用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上变蓝色试纸向盛有某溶液的试管中滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石不变蕊试纸置于试管口蓝原溶液中无N

答案C 解析稀硝酸与Fe粉反应,首先生成Fe3+,过量的铁将Fe3+还原得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显

红色,A项错;Al箔能与稀硝酸反应放出NO,B项错;检验溶液中的N ,应加入浓NaOH溶液, 且需要加热,故无法确定是否含有N ,D项错。

11.类推思想在化学学习与研究中经常被采用,但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是( )

A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色 B.盐酸与镁反应生成氢气,故硝酸与镁反应也生成氢气 C.SO2能使品红溶液褪色,故CO2也能使品红溶液褪色

D.常温下浓硫酸能使铁和铝钝化,故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化答案D 解析A项中CO2无还原性,不能使酸性KMnO4溶液褪色;B项中金属与HNO3反应不产生H2;C项中CO2无漂白性,不能使品红溶液褪色。

12.如图装置,将溶液A逐滴加入固体B中,下列叙述正确的是( )

A.若A为浓盐酸,B为MnO2,C中盛品红溶液,则C中溶液褪色 B.若A为醋酸,B为贝壳,C中盛过量澄清石灰水,则C中溶液变浑浊

C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛AlCl3溶液,则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解 D.若A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛石蕊溶液,则C中溶液先变红后褪色答案B 解析浓盐酸与MnO2反应需要加热,A项错误;Al(OH)3不与弱碱性的氨水反应,C项错误;SO2具有漂白性,但不能使石蕊溶液褪色,D项错误。

13.把铁与铜的混合物放入稀硝酸中,反应后过滤,把滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出,则滤液中一定含有的金属盐是( ) A.Cu(NO3)2 B.Fe(NO3)3 C.Fe(NO3)2

D.Fe(NO3)2和Cu(NO3)2 答案C 解析Fe、Cu能与稀硝酸反应,反应后有固体剩余,则溶液中有Fe(NO3)2,无Fe(NO3)3,因为Fe3+能氧化Fe、Cu。由于滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出,说明该固体只有Cu没有Fe,所以滤液一定有Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2。

14.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )

①

② ③

A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物

D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应答案D 解析图①中产生的红棕色气体应为NO2和O2的混合气体,原因是灼热的碎玻璃促进了硝酸的分解,A项正确;图②中的气体可能是红热的木炭促进了硝酸分解生成的,也可能是木炭与浓硝酸反应生成的,B项正确;图③中,由于红热的木炭没有插入浓硝酸中,但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体NO2为还原产物,C项正确;图③中气体产物中的二氧化碳也可能是硝酸分解产生的O2与红热的木炭反应生成的,D项错误。 15.下列说法不正确的是( )

A.活性炭、SO2、Na2O2都能使品红溶液褪色,但原理不同

B.非金属氧化物不一定是酸性氧化物,金属氧化物多数是碱性氧化物

C.同温同压下,两份相同质量的铁粉,分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应,产生气体的体积相同 D.将CO2气体通入BaCl2溶液中至饱和未见沉淀生成,继续通入NO2则有沉淀生成答案D 解析选项A,活性炭能使品红溶液褪色是利用了活性炭的吸附性,SO2能使品红溶液褪色是利用了SO2可与品红生成不稳定的无色物质,Na2O2具有强氧化性,使品红溶液褪色,三者使品红溶液褪色的原理不同;选项B,如NO、CO不是酸性氧化物,大多数金属氧化物是碱性氧化物;选项C,根据反应:Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑,Fe+4HNO3(稀)

Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,同温同压

下,等物质的量的Fe参与反应时生成的H2、NO的体积相等;选项D,继续通入NO2,NO2与水反应产生HNO3,但没有沉淀生成。

16.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( ) A.60 mL 答案A 解析根据题意可知,Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2所失电子的量与1.68 L O2(标准状况)所得电子的量相等,则n(Cu2+)=2n(O2)=2×

B.45 mL C.30 mL D.15 mL

=0.15 mol,根据Cu2++2OH-

Cu(OH)2↓可知,

使所得Cu(NO3)2溶液中Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH的物质的量为0.3 mol,需5 mol·L-1 NaOH溶液的体积为

=60 mL。

二、非选择题(本题包括4小题,共52分)

17.(12分)A、B、C、D是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(反应条件及部分产物已略去):

(1)若A是一种黄色固体单质,则反应②③的化学方程式分别

为 ; 。 (2)若A是一种金属单质,C是淡黄色固体,则反应③的化学方程式为。

(3)①②③三步反应中,一定属于氧化还原反应的是 (填序号)。答案(1)2SO2+O2

(2)2Na2O2+2H2O(3)①②

解析图示中的上述反应就是常见的“连续氧化”。在中学教材中,这样的“连续氧化”有:C(或CH4等)→CO→CO2;Na→Na2O→Na2O2;S(或H2S)→SO2→SO3;N2(或NH3)→NO→NO2等。据此可知:

(1)的路线为:S→SO2→SO3→H2SO4; (2)的路线为:Na→Na2O→Na2O2→NaOH;

根据上述分析可知,反应①②是单质或化合物被氧气氧化的反应,一定属于氧化还原反应,而③则不一定。

18.(18分)(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸,能随即发生剧烈反应的是(填序号,下同) ,常温下缓慢反应(或微热后能发生剧烈反应)的是 ,常温下不反应,但加热后发生剧烈反应的是 ,加热也不发生反应的是。由此可以得到上述四种酸氧化性由强到弱的顺序是。

2SO3 SO3+H2O4NaOH+O2↑

H2SO4

(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括。 A.通入X气体后产生白色沉淀 B.通入X气体后溶液中无明显现象 C.通入Y气体后开始沉淀 D.通入Y气体后沉淀溶解 E.通入Y气体后溶液中无明显现象

由此可得到的结论是。 A.HNO3的酸性比H2SO4的强 B.盐酸的酸性比H2SO3的强 C.BaSO3能溶于盐酸

D.HNO3能氧化H2SO3(或SO2) E.BaSO4不溶于水也不溶于HNO3溶液答案(1)③ ④ ① ② ③>④>①>②

(2)BC BCDE

解析(2)因为盐酸的酸性比H2SO3的强,所以SO2不与BaCl2反应,即持续通入X气体(SO2)后溶液中无明显现象。NO2与水反应生成HNO3,HNO3氧化H2SO3(或SO2)生成S ,所以通入Y气体(NO2)后开始生成沉淀BaSO4。

19.(12分)有硫酸与硝酸的混合液,取出其中10 mL,加入足量的BaCl2溶液,将生成的沉淀过滤洗涤,干燥称得质量为9.32 g。另取这种溶液10 mL与4 mol·L-1的NaOH溶液25 mL恰好中和。则:

(1)混合液中c(H2SO4)= mol·L-1,c(HNO3)= mol·L-1;

(2)另取10 mL的混合液与0.96 g铜粉共热时,产生气体的体积为 L(标准状况)。答案(1)4 2 (2)0.224 解析(1)由题意知:

n(H2SO4)=n(BaSO4)=

=0.04 mol

c(H2SO4)=

-1

=4 mol·L

H+与OH-发生中和反应时,n(H+)=n(NaOH)=0.025 L×4 mol·L-1=0.1 mol,n(HNO3)=n(H+)-2n(H2SO4)=0.1 mol-0.04 mol×2=0.02 mol,c(HNO3)=

=2 mol·L-1。

(2)n(Cu)=0.015 mol,10 mL溶液中n(H+)=0.1 mol,n(N )=0.02 mol。 3Cu + 8H+ +2N

3Cu2++2NO↑+4H2O

3 mol 8 mol 2 mol 44.8 L 0.015 mol 0.1 mol 0.02 mol V(NO)

因0.1×3>0.015×8,故Cu与H+二者之中H+过量;又因0.02×3>0.015×2,故Cu 与N 二者之中N 过量。则Cu、H+、N 三者之中H+与N 均过量,Cu全部溶解,生成NO的体积应据Cu的物质的量来计算,V(NO)=0.015 mol× =0.224 L。

20.(10分)长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的质量分数,设计了如图所示实验装置:

----

请回答下面的问题:

(1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗,则应该怎样检查虚线框内装置的气密性? 。

(2)D装置中反应的化学方程式为。B装置中反应的离子方程式为。

(3)称量a g Na2SO3样品放入锥形瓶中,向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀b g,原样品中Na2SO3的质量分数为。

(4)C装置中反应的离子方程式为。

(5)现有以下试剂:蒸馏水、稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液,请从中选择合适试剂,设计一种不同的实验方法测定试样中亚硫酸钠的质量分数: 。

答案(1)关闭弹簧夹(或止水夹)a,由长颈漏斗向锥形瓶内加水至漏斗内液面高于锥形瓶内液面,过一段时间观察液面是否变化,若不变,说明气密性良好,否则,说明装置漏气

(2)MnO2+4HCl(浓)Cl2+SO2+2H2O(3)

×100%

MnCl2+Cl2↑+2H2O 4H++2Cl-+S

(4)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O

(5)称取一定质量的样品置于烧杯中,加水溶解,依次加入足量盐酸和BaCl2溶液,过滤,洗涤,干燥,称量沉淀物的质量,计算即可(其他合理答案也得分)

解析(3)b g白色沉淀为BaSO4,其物质的量为 mol,则原a g样品中含Na2SO3的物质的量也为 mol,样品中Na2SO3的质量分数为 ×100%。

第六章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化

第1课时化学反应与热能

基础训练

1.从宏观角度来看,化学变化的本质是有新物质生成。从微观角度来看,下列变化不能说明发生了化学变化的是( )

A.变化时有电子的得失或共用电子对的形成 B.变化过程中有化学键的断裂和形成 C.变化时释放出能量

D.变化前后原子的种类和数目没有改变,分子种类增加了答案C 解析某些物理变化也能释放能量,如白炽灯工作时发光、发热等。 2.下列变化中属于吸热反应的是( )

①液态水汽化 ②将胆矾加热变成白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A.只有①④ 答案D 解析放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为⑤,吸热反应为②④,液态水汽化是吸热过程,浓硫酸稀释是放热过程,二者均为物理变化。 3.下列说法正确的是( )

B.②③

C.①④⑤

D.②④

A.任何化学反应都伴随着能量的变化 B.H2O(g)

H2O(l)该过程放出大量的热,所以该过程是化学变化

C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化 D.对于如图所示的过程,是吸收能量的过程答案A 解析任何化学反应都有能量的变化,但有能量变化的过程不一定是化学变化,如物质的三态变化,虽然存在能量变化,但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成,故不是化学变化,A正确,B错误;化学反应中能量变化的形式有多种,除热能外,还有光能、电能等,C错误;由图像知,该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该过程中放出了能量,D错误。

4.中国新一代运载火箭“长征七号”,已于2016年6月25日首飞。火箭所需要的巨大能量由特制的燃料来提供,有关燃料燃烧过程中的变化,下列说法不正确的是( ) A.所有的燃烧过程均是放热的

B.需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的 C.所有燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂 D.燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量答案B 解析燃烧都是放热反应,与是否需要点燃无关。对于放热反应,产物的总能量一定小于反应物的总能量;燃烧是化学变化,一定会发生旧化学键的断裂和新化学键的形成。 5.下列说法正确的是( )

A.铁与硫在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应

B.含等物质的量溶质的HNO3、H2SO4溶液分别与少量NaOH溶液反应释放的热量相等 C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应

D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应答案B 解析A项,Fe与S虽然需在加热条件下才能反应,但该反应是放热反应。B项,虽然HNO3、H2SO4的物质的量相等时,H2SO4溶液中H+的物质的量大于HNO3,但由于NaOH是少量的,所以两种酸溶液中H+均未完全反应,所以两个反应放出的热量相等。C项,分解反应不一定是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定是放热反应,如CO2与C(碳)的反应就是吸热反应。D项,与N2反应的物质不同,反应的能量变化也不同,所以不能根据合成氨的反应来类推其他与N2相关的反应。 6.下列有关能量转换的说法错误的是( ) A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程

B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程

D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程答案C 解析煤燃烧是化学能转化为热能的过程,A项正确;化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能,B项正确;动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程,C项错误;植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程,D项正确。 7.化学反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)的能量变化如图所示,请回答下列问题:

(1)图中A、C分别表示、 ,反应 (填“吸收”或“放出”)能量。

(2)反应过程中断裂的化学键为 , (填“吸收”或“放出”)的能量为 ;形成的化学键为 , (填“吸收”或“放出”)的能量为。

(3)E2= 或 (用A、C或E1、E3表示)。答案(1)1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总能量

2 mol NH3(g)的总能量放出

(2)1 mol N≡N键和3 mol H—H键吸收 E1 6 mol N—H键放出 E3

(3)A-C E3-E1

解析(1)A、C分别表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)(反应物)的总能量、2 mol NH3(g)(生成物)的总能量,由于反应物总能量高于生成物总能量,因此反应放出能量。(2)反应过程中断裂的化学键为1 mol N≡N键和3 mol H—H键,吸收能量为E1;形成的化学键为6 mol N—H键,放出能量为E3。

提升练习

1.下列反应一定属于放热反应的是( ) A.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应 B.能量变化如图所示的反应

C.化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应 D.不需要加热就能发生的反应答案C 解析氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应;生成物的总能量比反应物的总能量多的反应为吸热反应;化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应;不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应,也可能为放热反应。 2.已知H+Cl

HCl并放出a kJ的热量,下列叙述中正确的是( )

A.HCl分子内每个原子都达到了8电子稳定结构 B.HCl分子的能量比H、Cl原子的能量之和低

C.1 mol HCl断键成1 mol H、1 mol Cl要释放出a kJ热量 D.氢原子和氯原子靠电子得失形成共价键答案B 解析A中H原子核外达到2电子稳定结构。C中断裂化学键要吸收能量。D中氢原子和氯原子是靠共用电子对形成共价键。

3.一种环保型燃料——丙烷,其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8+5O2下列说法中不正确的是( ) A.火炬燃烧时化学能只转化为热能

3CO2+4H2O。

B.所有的化学反应都会伴随着能量变化,有能量变化的物质变化不一定是化学反应 C.1 mol C3H8和5 mol O2所具有的总能量大于3 mol CO2和4 mol H2O所具有的总能量 D.丙烷完全燃烧的产物对环境无污染,故丙烷为环保型燃料答案A 解析本题考查了化学反应中的能量变化。火炬燃烧时化学能转化为热能和光能,A错;物质发生化学反应一定伴随着能量变化,伴随着能量变化的物质变化却不一定是化学变化,如物质的“三态”变化、核变化也都伴随能量变化,B正确;可燃物的燃烧属于放热反应,放热反应反应物总能量大于生成物总能量,C正确;丙烷燃烧产物为CO2和H2O,无污染,D正确。

4.石墨和金刚石都是碳的单质,石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化为金刚石时,要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是( ) ①石墨不如金刚石稳定 ②金刚石不如石墨稳定

③等质量的石墨和金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多 ④等质量的石墨和金刚石完全燃烧,石墨放出的能量多 A.①② 答案B 解析石墨完全转化为金刚石时吸热,说明石墨的能量比金刚石低,石墨比金刚石更稳定;等质量的石墨和金刚石完全燃烧时,消耗氧气的量相同,生成同样多的二氧化碳,由于金刚石的能量高,所以金刚石燃烧后放出的能量要多。

5.已知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ,且氧气中1 mol OO键完全断裂时吸收能量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出能量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收能量为( ) A.920 kJ 答案C 解析设1 mol H—H键断裂时吸收能量为x kJ。首先写出化学方程式2H2+O2

2H2O,然后

B.557 kJ

C.436 kJ

D.188 kJ

B.②③

C.①④

D.③④

分析反应过程可知,2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应该拆开2 mol H—H键、1 mol OO键,吸收的能量为(2x+496) kJ;生成2 mol H2O形成4 mol H—O键,放出的能量为4×463 kJ=1 852 kJ,依据能量守恒定律可知,反应放出的能量484 kJ=1 852 kJ-(2x+496) kJ,即可求出x=436。 6.已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H键:436 kJ,I—I键:151 kJ,H—I键:299 kJ,下列对H2(g)+I2(g)A.放热反应 C.氧化还原反应答案B 2HI(g)的反应类型判断错误的是( )

B.吸热反应 D.可逆反应

解析依题意,断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ+151 kJ=587 kJ,生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2=598 kJ,因为598 kJ>587 kJ,所以该反应的正反应是放热反应;根据化学方程式可知,该反应是可逆反应,也是氧化还原反应。

7.如图所示,把盛有3 mL饱和氯化钠溶液的试管小心地放入盛有碳酸饮料(温度为20 ℃)的烧杯中,然后用胶头滴管向试管中滴加1 mL浓硫酸。请回答下列问题:

(1)实验过程中观察到的现象是 ,产生这种现象的原因是。 (2)试管内断裂的化学键的类型是 ,形成的化学键的类型是。 (3)写出烧杯中有关反应的化学方程式: 。答案(1)烧杯中产生大量气泡,小试管中有晶体析出浓硫酸具有吸水性,浓硫酸加入饱和NaCl溶液中,会吸收溶液中的水,饱和NaCl溶液中的溶剂水减少,溶液中有晶体析出;浓硫酸溶于水会放出大量的热,使烧杯中碳酸饮料的温度升高,碳酸分解产生二氧化碳而产生大量的气泡

(2)共价键离子键 (3)H2CO3

H2O+CO2↑

解析(2)浓硫酸溶解于水,断裂H2SO4中的共价键;氯化钠溶液中析出晶体,形成NaCl中的离子键。(3)烧杯中碳酸分解产生二氧化碳。

8.化学反应可视为旧化学键断裂和新化学键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能:P—P键为198 kJ·mol-1,P—O键为360 kJ·mol-1,OO键为498 kJ·mol-1。则P4(白磷)+3O2

P4O6的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,生成1 mol P4O6

的热量为。

答案放热放出 1 638 kJ 解析对于反应P4(白磷)+3O2

P4O6,断开旧化学键吸收的能量为198×6 kJ+3×498 kJ=2 682

kJ,形成新化学键放出的能量为12×360 kJ=4 320 kJ,故该反应为放热反应,生成1 mol P4O6放出的热量为4 320 kJ-2 682 kJ=1 638 kJ。

拓展训练

为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如图所示的三套实验装置:

(1)上述三个装置中,不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的是 (填装置序号)。

(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平),在甲试管中加入适量Ba(OH)2溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是 ,说明该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。

(3)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。 ①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是。 ②若观察到烧杯中产生气泡,则说明M溶于水 (填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”),理由

是。 ③若观察到烧杯中的玻璃管内形成一段水柱,则M可能是。 (4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O应还是吸热反应。

方法①:选择 (填装置序号)进行实验;

方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到脱脂棉燃烧,则说明该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。答案(1)Ⅲ (2)左端液面降低,右端液面升高放热

(3)①有气泡产生,反应完毕后,冷却至室温,烧杯中的导管内形成一段水柱 ②可能是放热反应某些物质(如NaOH固体)溶于水放热,但不是放热反应

③硝酸铵(或其他合理答案) (4)Ⅰ(或Ⅱ) 放热

解析(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应;装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应;装置Ⅲ只是一个使铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置,不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。

(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应,中和反应都是放热反应,所以锥形瓶中气体受热膨胀,导致U形管左端液面降低,右端液面升高。

(3)①若M为钠,钠与水反应生成NaOH和H2,该反应是放热反应,放出的热量使大试管中温度升高,气压增大,所以右边烧杯中有气泡产生;冷却后大试管中温度降低,气压减小,右边烧杯中的导管内会形成一段水柱。②若观察到烧杯里产生气泡,说明M溶于水放出热量。有热量放出的过程不一定属于放热反应,如浓硫酸、NaOH固体溶于水会放出热量,但是不属于放

4KOH+3O2↑)是放热反

热反应。③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱,说明M溶于水后导致大试管中温度降低,压强减小,证明M溶于水吸收热量,溶于水能够吸收热量的物质有NH4NO3等。

(4)方法①:选择上述装置Ⅰ(或Ⅱ)进行实验,Ⅰ装置右边U形管中左端液面降低,右端液面升高(或装置Ⅱ烧杯内导管口有气泡冒出),证明该反应为放热反应。方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到脱脂棉燃烧,则说明该反应放出大量热,使脱脂棉燃烧,证明该反应是放热反应。

第2课时化学反应与电能

基础训练

1.对于原电池的电极名称叙述有错误的是( ) A.发生氧化反应的为负极 B.正极为电子流入的一极 C.比较不活泼的金属为负极 D.电流的方向由正极到负极答案C 解析原电池中相对活泼的金属为负极,不活泼的为正极,C项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,A项正确;原电池工作时,外电路中电子由负极流出,由正极流入,电流方向与电子流动方向相反,B、D两项正确。 2.下列有关电池的说法不正确的是( ) A.手机上用的锂离子电池属于二次电池

B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中,锌电极是负极答案B 解析手机用的电池是可充电电池,A项正确。铜锌原电池中,Cu为正极,Zn为负极,外电路中电子由负极流向正极,B项错误。燃料电池将化学能转化为电能,C项正确。锌锰干电池中,Zn为负极,D项正确。

3.某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+A.电解质溶液可能为稀硝酸 B.锌可能为原电池正极 C.铁的质量不变 D.铜可能为原电池正极答案D 解析由原电池反应的离子方程式知,电池的负极为铁,则正极应是比铁不活泼的金属或能导电的非金属;在反应中负极不断被消耗,由于反应中放出了氢气并生成了Fe2+,故知电解质溶液不是稀硝酸。由以上分析可知正确选项为D。

Fe2++H2↑,则下列说法正确的是( )

4.如图所示装置中,可观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细。下表所列M、N、P物质中,可以组合成该装置的是( )

选项 A B C D M N P 锌铜稀硫酸铜铁稀盐酸银锌硝酸银溶液锌铁硝酸铁溶液

答案C 解析M棒变粗,N棒变细,说明N棒是负极,金属活动性相对于M棒较强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。

5.汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如下图所示,放电时的电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO4

2PbSO4+2H2O。根据此反应判断下列叙述中正确的是( )

A.PbO2是电池的负极 B.Pb是负极

C.PbO2得电子,被氧化 D.电池放电时,溶液酸性增强答案B 解析根据电池反应知放电过程中铅失去电子,因此它是原电池的负极,其电极反应式为Pb+S -2e-误。

6.如图所示的8个装置属于原电池的是( )

PbSO4,故B项正确;PbO2在放电过程中得到电子被还原,所以它是原电池的正

极,因此A、C两项错误;由于原电池放电的过程中消耗硫酸,所以溶液的酸性减弱,故D项错

A.①④⑤ 答案C 解析构成原电池要有四个基本条件:a.电解质溶液;b.两个电极,其中一个相对较活泼,另一个相对较不活泼,两个电极直接或间接地连接在一起,并插入电解质溶液中;c.能自发进行氧化还原反应;d.形成闭合电路。综上可知C项符合题意。

B.②③⑥

C.④⑥⑦

D.⑥⑦⑧

7.如图所示,将锌、铜通过导线相连,置于稀硫酸中。

(1)锌片上的现象是 ,电极反应为。 (2)铜片上的现象是 ,电极反应为。 (3)电子由经导线流向。

(4)若反应过程中有0.2 mol电子发生转移,则生成的氢气在标准状况下的体积为。

答案(1)锌片逐渐溶解 Zn-2e-(3)锌片铜片 (4)2.24 L

解析Cu-Zn-稀硫酸形成的原电池中,Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-溶解;Cu作正极,电极反应式为2H++2e-况的体积为2.24 L。

提升练习

Zn2+,现象是锌片逐渐

H2↑,铜片表面有气泡产生。电子由负极(Zn)经导线

Zn2+

H2↑

(2)铜片上有气泡产生 2H++2e-

流向正极(Cu)。由电极反应式可知,当有0.2 mol电子发生转移时,可生成0.1 mol H2,即标准状

1.如图是某课外活动小组设计的用化学电源使耳机发声的装置。下列说法错误的是( ) A.铜片表面有气泡生成

B.装置中存在化学能→电能→声能的能量转化关系 C.如果将铜片换成铁片,电路中的电流方向将改变 D.如果将锌片换成铁片,耳机还能发声答案C 解析锌为负极,铜片上的反应为2H++2e-H2↑,A项正确;耳机中存在着电能转化为声能的能

量转化关系,B项正确;铜片换为铁片后,锌片仍为负极,电流方向不变,C项错误;锌片换为铁片后,铁片也可作为原电池的负极,D项正确。

2.如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,下列关于该装置的说法正确的是( ) A.外电路的电流方向为X→外电路→Y

B.若两电极分别为Fe和石墨棒,则X为石墨棒,Y为Fe C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应 D.若两电极材料都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y 答案D 解析外电路的电子流向与电流方向相反,A项错误;由电子流向可知,X极为负极,Y极为正极,则X应为Fe,Y为石墨棒,B项错误;X极发生氧化反应,Y极发生还原反应,C项错误;X极的金属应比Y极的金属活泼,D项正确。 3.

某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述正确的是( ) A.a和b不连接时,铁片上会有H2产生

B.a和b用导线连接时,铁片上发生的反应为Cu2++2e-C.a和b用导线连接时,电子由a流向b

D.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色答案D 解析a和b不连接时,铁和Cu2+发生置换反应而析出铜,没有氢气生成,错误;B项,a和b用导线连接时构成原电池,铁是负极,铁片上发生氧化反应:Fe-2e-成亚铁离子,溶液由蓝色变为浅绿色,D正确。

4.将两根质量相同的铜棒和锌棒,用导线相连接后插入CuSO4溶液中,经过一段时间后,取出洗净后干燥并称重,两棒质量相差6.45 g,导线中通过的电子的物质的量为( ) A.0.1 mol 答案A 解析负极:Zn-2e-Zn2+,Zn失去2 mol e-减重65 g;正极:Cu2++2e-Cu,Cu2+得到2 mol e-增

重64 g。两极质量相差:65 g+64 g=129 g,现在两棒质量相差6.45 g,计算可得应转移0.1 mol e-。

B.0.2 mol

C.0.3 mol

D.0.4 mol

Fe2+,错误;C项,Fe比铜活泼,形

成原电池时Fe为负极,则电子由b流向a,错误;D项,无论a和b是否连接,铁片均会溶解,都生

5.如图所示,杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)( ) A.杠杆不论为导体还是绝缘体,均为A端高B端低 B.杠杆不论为导体还是绝缘体,均为A端低B端高

C.当杠杆为绝缘体时,A端低B端高;为导体时,A端高B端低 D.当杠杆为绝缘体时,A端高B端低;为导体时,A端低B端高答案D 解析根据题意,若杠杆为绝缘体,滴入CuSO4溶液后,在铁球表面析出Cu,铁球质量增大,B端下沉;若杠杆为导体,滴入CuSO4溶液后,形成原电池,在铜球表面析出Cu,A端下沉。

6.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )

A.有O2放电的a极为电池的负极 B.O2-移向电池的正极

C.b极对应的电极反应为2H2-4e-+2O2-D.a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e-答案C 解析在该燃料电池中,有O2放电的a极为原电池的正极,A错误;在该燃料电池中,O2-移向电池的负极,B错误;在该燃料电池中,有H2放电的b极为电池的负极,电极反应为2H2-4e-+2O2-2H2O,C正确;a极是正极,氧气在正极得电子,则对应的电极反应为O2+4e-2O2-,D错误。

7.将纯锌片和纯铜片按下图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:

2H2O 4OH-

(1)下列说法中正确的是 (填序号)。 A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化

C.甲中铜片质量减小、乙中锌片质量减小 D.两烧杯中H+的浓度均减小

(2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲乙(填“>”“<”或“=”)。 (3)当甲中产生1.12 L(标准状况)气体时,理论上通过导线的电子数目为。

(4)当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1。试确定原稀硫酸中c(H2SO4)= 。答案(1)BD (2)>

(3)0.1NA(或6.02×1022) (4)1.0 mol·L-1

解析(1)甲符合原电池构成条件,所以属于原电池,乙不能构成闭合回路,所以不能构成原电池,故A项错误;乙不能构成原电池,氢离子在锌片上得电子发生还原反应,所以乙中铜片上没有

明显变化,故B项正确;甲中铜片作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,所以铜片质量不变,乙中锌片和氢离子发生置换反应,所以质量减小,故C项错误;两烧杯中锌和氢离子发生置换反应导致溶液中氢离子浓度减小,故D项正确。

(2)甲能构成原电池,乙不能构成原电池,作原电池负极的金属加速被腐蚀,所以在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲>乙。

(3)甲中,铜电极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-知,通过电子的物质的量=

H2↑,根据电极反应式

×2=0.1 mol,通过导线的电子数目为0.1NA或6.02×1022。

(4)当乙中产生1.12 L(标准状况)即0.05 mol氢气气体时,根据2H+~H2↑,则消耗的氢离子物质的量是0.1 mol,剩余的氢离子的物质的量是0.1 mol,所以原稀硫酸中氢离子的物质的量是0.2 mol,硫酸的物质的量是0.1 mol,原稀硫酸中c(H2SO4)=

=1.0 mol·L-1。

8.(1)原电池原理的应用之一是可以设计原电池装置。请利用反应Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+设

计一个原电池,在方框内画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。正极反应: ; 负极反应: 。

若外电路中转移电子的物质的量为1.5 mol,则溶解铜的质量是。 (2)实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时,可向反应液中滴加少量硫酸铜溶液,其作用是 ,这体现了原电池原理的另一个应用。

答案(1)2Fe3++2e-

2Fe2+ Cu-2e-Cu2+ 48 g

(2)形成Zn-Cu原电池,增大化学反应的速率

解析(1)分析Fe3+与Cu的反应中的氧化剂、还原剂,然后依据原电池原理,设计原电池装置。依据反应2Fe3++Cu解铜的质量为48 g。

拓展训练

2Fe2++Cu2+,Cu失电子,应为原电池的负极,正极选用石墨棒或铂丝等,

电解质溶液选用FeCl3溶液;由转移2 mol电子时溶解64 g铜,可计算出转移1.5 mol电子时溶

镍镉可充电电池在现代生活中有着广泛的应用,它的充、放电反应为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。请回答下列问题:

(1)放电时,还原反应在 (填“a”或“b”)极进行,负极的电极反应式

为 ,在放电过程中,正极附近的电解质溶液碱性会 (填“增强”或“减弱”)。

(2)镍镉废旧电池必须进行回收并集中处理,最主要的原因是。答案(1)b Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2 增强

(2)镍镉废旧电池中残留的Cd2+、Ni2+等重金属离子易对土壤和水源造成污染解析(1)由题给示意图知,镍镉电池中,电流方向是由b极流向a极,故a极为负极,b极为正极;放电时,正极发生反应NiOOH+H2O+e-分两步:Cd-2e-Cd2+,Cd2++2OH-Ni(OH)2+OH-,是还原反应;镉在负极发生氧化反应,

Cd(OH)2;正极

Cd(OH)2,负极反应式为Cd-2e-+2OH-

附近电解质溶液的碱性增强,负极附近电解质溶液的碱性减弱。(2)镍镉废旧电池中残留的Cd2+、Ni2+等重金属离子易对土壤和水源造成污染。

第二节化学反应的速率与限度

第1课时化学反应的速率

基础训练

1.对于反应CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑,下列判断正确的是( )

A.用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同,但所表示的意义相同 B.不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率,但可以用H2O来表示 C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D.可用CaCl2浓度的减少来表示其化学反应速率答案A 解析CaCO3是固体,H2O为纯液体,不能用它们表示化学反应速率;CaCl2是生成物,其浓度在反应过程中会增大。在同一反应中,选用不同的物质表示化学反应速率的数值可能不同,也可能相同,但意义相同,故正确答案为A项。

2.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )

A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加 B.化学反应速率为“0.8 mol·L-1·s-1”所表示的意思是:时间为1 s时,某物质的浓度为0.8 mol·L-1 C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D.对于任何化学反应来说,反应现象越明显,反应速率越大答案C 解析化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量,是正值,它是反应的平均速率,一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率,A、B错;对于无明显现象的化学反应来说,如酸碱中和反应,无法通过反应现象体现反应速率的大小,D错;化学反应速率就是用来描述化学反应快慢的物理量,故C正确。 3.反应3X(g)+Y(g)

2Z(g)+2W(g)在2 L密闭容器中进行,5 min时Y减少了0.5 mol,则0~5

min内此反应的平均速率为( ) A.v(X)=0.05 mol·L-1·min-1 B.v(Y)=0.10 mol·L-1·min-1 C.v(Z)=0.10 mol·L-1·min-1 D.v(W)=0.05 mol·L-1·s-1 答案C 解析0~5 min内,Y的平均反应速率v(Y)=

=0.05 mol·L-1·min-1,物质的化学反应速率之

比等于化学计量数之比,故v(X)=0.15 mol·L-1·min-1,v(Z)=0.10 mol·L-1·min-1,v(W)=0.001 7 mol·L-1·s-1,本题选C。

4.在密闭容器中,进行可逆反应,A与B反应生成C,用A、B、C表示的化学反应速率分别为v1、v2、v3(单位:mol·L-1·s-1),且v1、v2、v3之间有如下关系:3v1=v2,2v1=v3,2v2=3v3,则此反应表示为( ) A.A+BC.3A+B答案D 解析根据物质的化学反应速率之比等于相应化学计量数之比,可知选D。 5.反应2SO2+O2A.0.1 s 答案C 解析SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,则O2的浓度减小了0.2 mol·L-1,v(O2)=

C 2C

B.2A+2BD.A+3B

3C 2C

2SO3经过一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,在这段时间内用O2B.2.5 s

C.5 s

D.10 s

表示的反应速率为0.04 mol·(L·s)-1,则这段时间为( )

,Δt=

=5 s。

6.将10 mol H2和5 mol N2放入10 L真空容器内,某温度下发生反应:3H2(g)+N2(g)是( ) A.0.12 mol C.0.04 mol 答案B B.0.08 mol D.0.8 mol

2NH3(g)。

在最初的0.2 s内,消耗H2的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1,则在0.2 s末,容器中NH3的物质的量

解析v(H2)∶v(NH3)=3∶2,所以v(NH3)=0.04 mol·L-1·s-1,0.2 s末时,n(NH3)=0.04 mol·L-1·s-1×0.2 s×10 L=0.08 mol。

7.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇,某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应2H2(g)+CO(g)部分实验数据如下:

t/s c(H2)/(mol·L-1) c(CO)/(mol·L-1) 0 500 1 000 CH3OH(g),测定的

5.00 3.52 2.48 2.50

(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是。 (2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是。 (3)在500 s时生成的甲醇的浓度是。答案(1)2.96×10-3 mol·L-1·s-1

(2)1.26×10-3 mol·L-1·s-1 (3)0.74 mol·L-1 解析(1)在500 s内,v(H2)=

- - -

=2.96×10-3 mol·L-1·s-1。(2)在

1 000 s内H2的浓度减少量Δc(H2)=5.00

mol·L-1-2.48 mol·L-1=2.52 mol·L-1,则CO的浓度减少量Δc(CO)=Δc(H2)=1.26 mol·L-1,用CO

- 表示此段时间的平均速率为v(CO)==1.26×10-3 mol·L-1·s-1。(3)在

500 s内H2的浓度

变化量Δc(H2)=1.48 mol·L-1,则生成的CH3OH的浓度为Δc(CH3OH)=Δc(H2)=0.74 mol·L-1,即在500 s时生成的甲醇的浓度是0.74 mol·L-1。

提升练习

1.下列说法正确的是( )

A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化量来表示

B.用不同物质的浓度变化量表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比

C.化学反应速率的单位由时间单位和物质的量的单位决定

D.反应过程中,反应物浓度逐渐变小,所以用反应物表示的化学反应速率为负值答案B 解析A项,化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化量来表示,故错误;B项,用不同物质的浓度变化量表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,故正确;C项,化学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定,故错误;D项,反应过程中,反应物浓度逐渐变小,但用反应物或生成物浓度的变化量表示的化学反应速率均为正值,故错误。 2.已知某条件下,合成氨反应的数据如下: N2+3H2起始浓度/(mol·L-1) 1.0 2 s末浓度/(mol·L-1) 0.6 4 s末浓度/(mol·L-1) 0.4

2NH3 3.0 1.8 1.2

0.2 1.0 1.4

当用氨气浓度的增加量来表示该反应的速率时,下列说法中错误的是( ) A.2 s末氨气的反应速率=0.4 mol·L-1·s-1

B.前2 s时间内氨气的平均反应速率=0.4 mol·L-1·s-1 C.前4 s时间内氨气的平均反应速率=0.3 mol·L-1·s-1 D.2~4 s时间内氨气的平均反应速率=0.2 mol·L-1·s-1 答案A 解析化学反应速率是平均反应速率,而不是瞬时速率,A是错误的。 3.对于化学反应3W(g)+2X(g)A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z) C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X) 答案C 解析各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应化学计量数之比,A项,应为v(W)=v(Z);B项,应为3v(X)=2v(Z);D项,应为2v(W)=3v(X)。

4.某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后,测得参加反应的X2的物质的量浓度为0.6 mol·L-1,用Y2表示的化学反应速率v(Y2)=0.1 mol·L-1·min-1,生成的c(Z)=0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式是( ) A.X2+2Y2B.2X2+Y2C.3X2+Y2D.X2+3Y2答案C 2XY2 2X2Y 2X3Y 2XY3

4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中正确的是( )

解析用率

X2表示的化学反应速率v(X2)==0.3 mol·L-1·min-1。用

Z表示的化学反应速

v(Z)==0.2 mol·L-1·min-1。根据

X2、Y2和Z的化学反应速率之比等于化学方程式

中相应物质的化学计量数之比,则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)=0.3 mol·L-1·min-1∶0.1 mol·L-1·min-1∶0.2 mol·L-1·min-1=3∶1∶2。根据原子守恒,可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2+Y2应:2A(g)+B(g)

2X3Y。

2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法:

5.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1 ③2 s时物质A的转化率为70% ④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1 其中正确的是( ) A.①③ 答案B 解析解答该题目时可以先计算出v(C),然后根据各物质化学计量数之比等于化学反应速率之比,解决相关计算问题。

根据

v=,v(C)==0.3 mol·L-1·s-1,则

B.①④ C.②③ D.③④

v(A)=v(C)=0.3 mol·L-1·s-1,v(B)=v(C)=0.15

mol·L-1·s-1。2 s时,消耗A的物质的量为0.3 mol·L-1·s-1×2 L×2 s=1.2 mol,所以A的转化率为

-1-1-1-1

×100%=30%;2 s时,c(B)=1 mol·L-0.15 mol·L·s×2 s=0.7 mol·L。

6.(双选)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )

A.反应开始到10 s,用Z表示的化学反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1 C.反应开始到10 s时,Y的物质的量浓度减少了0.395 mol·L-1 D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)答案CD 2Z(g)

解析从题图中可看出,X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,说明X、Y为反应物,Z为生成物,反应进行到10 s时X、Y均减少了0.79 mol,Z增加了1.58 mol,其化学方程式为X(g)+Y(g)少了

2Z(g),所以Z的化学反应速率为

=0.079 mol·L-1·s-1,X的物质的量浓度减

=0.395 mol·L-1,Y的物质的量浓度减少了

0.395 mol·L-1。

7.向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:xA(g)+yB(g)

pC(g)+qD(g)。

已知:平均反应速率v(C)=v(A);反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了 mol,并有a mol D生成。回答下列问题:

(1)反应2 min内,v(A)= ,v(B)= ; (2)化学方程式中,x= ,y= ,p= ,q= 。答案(1) mol·L-1·min-1 mol·L-1·min-1

(2)2 3 1 6

-1 -1

解析(1)由题意可知,2 min内,Δc(A)= mol·L= mol·L,v(A)=

mol·L-1·min-

;Δn(B)= mol,则

v(B)=

mol·L-1·min-1。

(2)根据各物质化学反应速率之比等于相应化学计量数之比,可得x∶y∶q=3∶6,又由于v(C)= v(A),所以有x∶y∶p∶q=2∶3∶1∶6。

=2∶

8.某温度时,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析:该反应的化学方程式为。反应开始至2 min,用Z表示的平均反应速率为。

答案3X+Y2Z 0.05 mol·(L·min)-1

解析由图可知,X、Y的物质的量随反应的进行而减小,Z的物质的量随反应的进行而增大,则X和Y为反应物,Z为生成物。

由图知,Δn(X)=1.0 mol-0.7 mol=0.3 mol,Δn(Y)=1.0 mol-0.9 mol=0.1 mol,Δn(Z)=0.2 mol-0 mol=0.2 mol,则反应开始至2 min内,v(X)∶v(Y)∶v(Z)=Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=3∶1∶2,故该反应为3X+Y

2Z;Z的平均反应速率v(Z)=0.2 mol÷2 L÷2 min=0.05 mol·(L·min)-1。

拓展训练

对于反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,试回答下列有关问题:

(1)常选用哪些物质的浓度变化量来表示该反应的反应速率? 。 (2)4 s内,生成SO2的速率为0.4 mol·(L·s)-1时,O2减少的速率是。 (3)测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L-1,则开始时O2的浓度为。答案(1)O2、SO2

(2)0.55 mol·(L·s)-1 (3)5.0 mol·L-1

解析(1)因为FeS2、Fe2O3为固体,O2、SO2为气体,故可用O2、SO2的浓度变化量来表示该反应的反应速率。

(2)v(O2)=v(SO2)=×0.4 mol·(L·s)-1=0.55 mol·(L·s)-1。

(3)4 s内O2的浓度减少了0.55 mol·(L·s)-1×4 s=2.2 mol·L-1,故开始时O2的浓度为2.8 mol·L-1+2.2 mol·L-1=5.0 mol·L-1。

第2课时化学反应速率的影响因素

基础训练

1.下列措施一定能使化学反应速率增大的是( ) A.增大反应物的量 B.增大压强 C.升高温度答案C 解析反应物为固态或纯液态时,增加反应物的量,不影响化学反应速率;若反应中无气体参与,增大压强则不能增大化学反应速率。温度和催化剂可影响化学反应速率,与反应物状态无关,其中升高温度,化学反应速率一定增大,而催化剂既能增大化学反应速率,又能减小化学反应速率。

2.已知CaCO3和盐酸反应的化学方程式为CaCO3(s)+2HClA.增大CaCO3的量 B.增大盐酸的浓度 C.增大盐酸的量 D.减小CaCl2的浓度

CaCl2+H2O+CO2↑,下列措施中

可使生成CO2的速率增大的是(不考虑CaCO3与盐酸接触面积改变的影响)( )

D.使用催化剂

答案B 解析增大反应物的量不一定影响化学反应速率,改变反应物的浓度一定影响化学反应速率。 3.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率增大的是( ) A.加热

B.滴入适量Na2SO4溶液 C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片,改用铁粉答案B 解析加热、发生原电池反应、增大固体反应物的表面积,都能增大化学反应速率。 4.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )

A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,可改用98%的浓硫酸增大生成氢气的速率 B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变 C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减小

D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减小答案D 解析Fe在98%的浓硫酸中发生钝化,不能生成H2,A项错误;盐酸中加入NaCl溶液相当于把盐酸稀释,c(H+)减小,反应速率变小,B项错误;升高温度,反应速率增大,C项错误。 5.在温度不变的条件下,在恒容的容器中进行下列反应:N2O4(g)的反应时间( ) A.等于5 s C.大于10 s 答案C 解析N2O4的浓度由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1过程中的反应速率为

- - - v(N2O4)==0.002 mol·L-1·s-1,若反应速率不变,则N2O4的浓度由

2NO2(g),若N2O4的浓度由

0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1需要15 s,那么N2O4的浓度由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需

B.等于10 s D.小于10 s

0.07 mol·L-

降到0.05 mol·L所需时间为t=

-1

- - -

- -

=10 s,因为反应物浓度减小,反应速率减

小,故所需时间大于10 s。

6.为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A~D四个实验,你认为结论不正确的是( )

A.将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时,两者速率一样大 B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉与相同盐酸反应,大理石粉反应快 C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,会发现光照可以加快浓硝酸的分解

D.在两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热,产生氧气的快慢不同答案A 解析A中Mg、Al性质不同,在相同外界条件下反应速率不同;B、C、D中增大固体反应物的表面积、光照、加入催化剂均可使化学反应加快。 7.某化学兴趣小组为了研究在溶液中进行的反应A+B线。据此,请完成以下问题:

C+D的反应速率,他们将A、B在

一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况,绘制出如图所示的曲

(1)在O~t1 min、t1~t2 min、t2~t3 min各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是 ,生成C的量最多的时间段是 ;

(2)从反应速率的变化可看出该反应可能是 (填“放热”或“吸热”)反应。答案(1)t1~t2 min t1~t2 min

(2)放热

解析(1)分析图像可知:t1~t2 min时间段里,C的物质的量浓度的变化值最大,因此该时间段里,生成C的物质的量最大,其反应速率最大。(2)分析图像可知:O~t1 min时间段C的浓度增加较慢,t1~t2 min时间段内,C的浓度增加很快,由此推知该反应为放热反应,温度升高,反应速率加大,t2 min后由于A、B浓度减小,反应速率逐渐变小。

提升练习

1.在一定温度下容积不变的容器中进行反应2X(g)

2Y(g)+Z(g),若Y的浓度由0.048 mol·L-

增加到0.12 mol·L-1需18 s,那么由0.12 mol·L-1增加到0.2 mol·L-1,需要反应的时间是( )

B.等于18 s D.大于18 s

A.等于20 s C.大于20 s 答案C 解析反应物浓度越小,反应速率越小,若生成物浓度的增加量相同,则后期所用的时间长。如果不考虑浓度对反应速率的影响,生成物浓度的增加量应该与反应时间成正比,即Y的浓度由0.12 mol·L-1增加到0.2 mol·L-1所需时间为20 s。但由于后期反应物浓度变小,反应速率变小,所需时间应该大于20 s,故选C。

2.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到100 mL。此时,X与盐酸缓缓地进行反应,其中反应速率最大的是( ) A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液 B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液 C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液 D.10 ℃ 20 mL 2 mol·L-1的X溶液答案B 解析温度越高,反应速率越大;浓度越大,反应速率越大。由于溶液体积均为100 mL,则加入的X的物质的量越大,浓度越大。

3.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化曲线如图所示。最能影响该反应速率的两种因素是( ) ①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度 ④Cl-的浓度 A.①④ 答案C 解析镁与盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+

Mg2++H2↑,故该反应的反应速率与H+浓度有

关,与Cl-浓度无关。在镁与盐酸的反应中,刚开始时H+的浓度最大,反应速率应最大,且由于此反应为放热反应,温度升高,化学反应速率还会增大,但随着化学反应的进行,H+浓度逐渐减小,化学反应速率又逐渐减小。

4.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4下列各组实验中最先出现浑浊的是( )

稀硫酸 H2O 反应Na2S2O3溶液实验温度 V/mL V/mL V/mL ℃A B C D 25 25 35 35 5 5 5 5 0.1 0.2 0.1 0.2 10 5 10 5 0.1 0.2 0.1 0.2 5 10 5 10 B.③④ C.①③ D.②③

Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,

答案D 解析影响化学反应速率的因素众多,本题从浓度和温度两个因素考查。只要抓住反应物浓度越大,温度越高,反应速率越大,便可以选出正确选项D。 5.(双选)某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应:2N2O5

t/min c(N2O5)/(mol·L-1) c(O2)/(mol·L-1) 0 1 2 3 4 4NO2+O2。如图的坐标曲

线是该小组根据所给表格中的实验探究数据绘制的。下列有关说法中正确的是( )

0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 0 0.023 0.040 0.052 0.060

A.曲线Ⅰ是N2O5的变化曲线 B.曲线Ⅱ是N2O5的变化曲线 C.N2O5的浓度越大,反应速率越大 D.升高温度对该反应速率无影响答案BC 解析结合表格中N2O5和O2的浓度变化可知,曲线Ⅱ是N2O5的变化曲线,A项错误、B项正确;由表格中数据可知,N2O5的浓度越大,反应速率越大,故C项正确;温度越高,化学反应速率越大,D项错误。

6.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:Mn +H2C2O4+H+

Mn2++CO2↑+H2O(未配平),用4 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下:

实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 10%硫酸溶液的体积/mL 2 2 2 1 温度/℃ 其他物质 20 20 30 20 — 10滴饱和 MnSO4溶液 — 1 mL蒸馏水 -

(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。

(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验和 (用Ⅰ~Ⅳ表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验和。

(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究对化学反应速率的影响,实验Ⅳ加入1 mL蒸馏水的目的是。答案(1)2∶5

(2)Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ

(3)c(H+)(或硫酸的浓度) 确保实验中KMnO4浓度、H2C2O4浓度和溶液总体积不变解析与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ外加了MnSO4溶液,因此实验Ⅰ和Ⅱ是研究催化剂对反应速率的影响;与实验Ⅰ相比,实验Ⅲ中,温度由20 ℃升至30 ℃,因此实验Ⅰ和Ⅲ是研究温度对反应速率的影响;与实验Ⅰ相比,实验Ⅳ中外加蒸馏水后溶液总体积不变,但c(H+)(或H2SO4浓度)减小,因此实验Ⅰ和Ⅳ是研究c(H+)(或H2SO4浓度)对反应速率的影响。

7.在25 ℃时,向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸中,放入5.6 g 铁粉,反应进行到2 s时收集到氢气1.12 L(标准状况),之后反应又进行了4 s,铁粉全溶解。若不考虑体积变化,则: (1)前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ; (2)后4 s内用HCl表示的平均反应速率为 ; (3)前2 s与后4 s比较,反应速率较快,其可能的原因是。答案(1)0.25 mol·L-1·s-1

(2)0.25 mol·L-1·s-1

(3)前2 s 前2 s时段内盐酸浓度比后4 s时段内大解析由题意可知,n(HCl)=应Fe+2HCl

=0.4 mol,n(Fe)=-

=0.1 mol,盐酸过量。二者发生反

FeCl2+H2↑,则:

(1)前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为v(FeCl2)= =0.25 mol·L-1·s-1。

(2)后4 s内用HCl表示的平均反应速率为v(HCl)=

拓展训练

下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:

实验金属金属序号质量/g 状态 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 丝 V(H2SO4 溶液)/mL 0.5 50 50 50 50 50 50 50 50 50

=0.25 mol·L-1·s-1。

溶液温度/℃ 反应前反应后 20 34 500 20 20 20 20 20 35 20 30 35 36 35 36 35 50 34 44 50 250 200 25 125 50 100 40 金属消失的时间/s 粉末 0.5 丝丝 0.7 0.8 粉末 0.8 丝丝丝丝 1.0 1.0 1.1 1.1

分析上述数据,完成下列问题:

(1)实验4和5表明对化学反应速率有影响,且 ,反应速率越大,能表明同一规律的实验还有 (填实验序号)。

(2)仅表明反应物浓度对化学反应速率产生影响的实验有 (填实验序号)。 (3)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ,其实验序号是。 (4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因: 。

答案(1)固体反应物的表面积固体反应物表面积越大 1、2 (2)1、3、4、6、8或2、5 (3)反应温度 6、7或8、9

(4)因为所有反应中,金属的质量和硫酸溶液体积均相等,并且硫酸过量,产生的热量相等,所以溶液的温度变化值相近

第3课时化学反应的限度化学反应条件的控制

基础训练

1.下列反应中可判断为可逆反应的是( )

A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢受热分解生成氢气和氯气

B.氮气与氢气在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气,同时氨气又分解为氮气和氢气 C.单质溴可以置换出碘,氯气又可以置换出溴

D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气答案B 2.可逆反应M+N

Q达到平衡时,下列说法中正确的是( )

A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B.M、N全部变成了Q

C.反应混合物中各成分的百分组成不再变化 D.反应已经停止答案C 解析可逆反应达到平衡时,v(正)=v(逆)>0,反应仍在进行,M、N、Q的浓度不再发生变化,但它们不一定相等。

3.在合成氨反应中,下列说法可以确定反应达到化学平衡状态的是( ) A.当有1 mol B.当有1 mol C.当有1 mol D.当有1 mol 答案D 解析化学反应可看作反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成的过程。N2+3H2解,即1 mol

键断裂的同时,有6 mol N—H键断裂,D项正确。

CO(g)+H2(g)。下列叙

2NH3,

当反应达到平衡时,有v(正)=v(逆),也就是当有1 mol N2参加反应的同时有2 mol NH3发生分4.一定温度下,在某恒容的密闭容器中,建立化学平衡:C(s)+H2O(g)述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A.体系的压强不再发生变化 B.v正(CO)=v逆(H2O)

C.生成n mol CO的同时生成n mol H2

D.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键

键断裂的同时,有3 mol H—H键断裂键断裂的同时,有6 mol N—H键形成键断裂的同时,有6 mol H—H键形成键断裂的同时,有6 mol N—H键断裂

答案C 解析A项,由于该反应是一个反应前后气体分子总数不相等的反应,当体系的压强不再发生变化时,说明反应已达到化学平衡状态;B项,根据v正(CO)=v逆(H2O)=v逆(CO),可知CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平衡状态;C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状态;D项,H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向,1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键,即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应已达到化学平衡状态。

5.在一定温度下,向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,发生反应:NO2+SO2化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是( ) A.SO2和SO3的物质的量一定相等 B.NO2和SO3的物质的量一定相等

C.反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量 D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等答案C 解析题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2和SO3的物质的量之间没有必然的关系,可能相等,也可能不等,A、B、D错;该反应前后气体分子数不变,故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量,C正确。

6.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O2确的是( )

A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫 B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0

C.一定条件下,向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,则从反应开始到达平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等

D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题答案B 解析对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化为产物,反应只能进行到一定限度。在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到化学平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化,但反应并没有停止,正、逆反应都依然进行着。

7.一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行反应aN(g)间的变化曲线如下图所示:

bM(g),M、N的物质的量随时

2SO3的说法不正

NO+SO3,当

(1)此反应的化学方程式中=

。

(2)t1~t2 min内,以M的浓度变化表示的平均反应速率为。 (3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A.反应中M与N的物质的量之比为1∶1 B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化 C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 D.单位时间内每消耗a mol N,同时生成b mol M E.混合气体的压强不随时间的变化而变化答案(1)2 (2)

mol·L-1·min-1

(3)CE

解析(1)反应中各物质的化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,所以a∶b=(8 mol-2 mol)∶(5 mol-2 mol)=2∶1,该反应的化学方程式为2N(g)

(2)v(M)=

- -

M(g)。

mol·L-1·min-1。

(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,M和N的物质的量之比不变,不能说明二者的物质的量不再改变,A选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后,混合气体的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达到了平衡状态,C和E选项正确;消耗a mol N和生成b mol M都表示的是正反应方向,没有体现正、逆反应速率相等,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。

提升练习

1.(双选)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )

A.NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)同时存在时,则反应达到化学平衡状态 B.单位时间内生成x mol NO,同时消耗x mol NH3时,说明反应达到化学平衡状态 C.达到化学平衡状态时,若增大容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率也减小 D.化学反应速率关系是3v正(NH3)=2v正(H2O) 答案CD 解析四种气体同时存在时,不能说明可逆反应达到了化学平衡状态,A项错误;NO的生成与NH3的消耗均表示正反应,B项错误;达到化学平衡状态时,增大容器体积,反应物、生成物浓度

同时减小,正、逆反应速率同时减小,C项正确;在反应的任意状态总有v正(NH3)∶v正(H2O)=4∶6,即3v正(NH3)=2v正(H2O),D项正确。

2.一定温度下的恒容密闭容器中,下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)+2B(g)C(g)+D(g)已达到化学平衡状态( )

①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥混合气体的总质量 ⑦混合气体的总体积 A.①②③④⑤⑥⑦ B.只有①③④⑤ C.①②③④⑤⑦ 答案B 解析由于反应物、生成物全部是气体,且反应在恒容密闭容器中进行,反应前后气体的质量不变,故反应过程中气体的密度一直保持不变,故②⑥⑦不符合题意。 3.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)该反应已达到平衡状态的是( )

①混合气体的密度不变 ②容器内气体的压强不变

③混合气体的总物质的量不变 ④B的物质的量浓度不变 ⑤v正(C)=v逆(D) ⑥v正(B)=2v逆(C) A.①④⑤⑥ C.②④⑤⑥ 答案A 解析①容积恒定的密闭容器中,混合气体密度不变,也就是混合气体的质量不变,对于有固体参加或者有固体生成的气体反应来说,混合气体的质量不变说明反应已经达到平衡。②这是一个反应前后压强不变的反应,故气体压强不变不能说明反应达到平衡。③该反应是反应前后气体的化学计量数不变的反应,也就是气体物质的量不变的反应,故混合气体的总物质的量不变,不能说明反应达到平衡。④B的物质的量浓度不变说明生成B的量与消耗B的量相等,也就是正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑤v正(C)=v逆(D),说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑥v正(B)=v逆(C),说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。 4.在一密闭容器中通入A、B、C三种气体,保持一定温度,在t1~t4 s时测得各物质的浓度如表,则下列判断正确的是( )

测定时刻/s 浓度 c(A)/(mol·L-1) c(B)/(mol·L-1) c(C)/(mol·L-1) t1 t2 t3 t4 6 3 2 2 5 3.5 3 3 1 2.5 3 3 D.只有②⑥⑦

C(g)+D(g),下列叙述能表明

B.②③⑥ D.只有④

A.在t3 s时反应已经停止 B.t3~t4 s内正、逆反应速率不相等 C.在容器中发生的反应为A(g)+B(g)D.在t2~t3 s内A的平均反应速率为

C(g)

mol·L-1·s-1 -

答案D 解析由题给数据可知,t3 s时可逆反应达到化学平衡状态,此时,v(正)=v(逆)≠0,A项错误;t3~t4 s内,A、B、C的浓度没有发生变化,反应处于化学平衡状态,正、逆反应速率相等,B项错误;达到化学平衡状态前,A、B、C的浓度变化量之比为4∶2∶2=2∶1∶1,故该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)学反应速率为

C(g),C项错误;t2~t3 s内,Δc(A)=1 mol·L-1,故用A表示的该时间段的平均化

mol·L-1·s-1,D项正确。 -

5.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)是( )

A.SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1 B.SO2为0.25 mol·L-1 C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1 D.SO3为0.4 mol·L-1 答案B 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、

SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据

解析假设该时刻的SO3全部转化为SO2和O2,则SO2、O2的浓度将分别达到0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1;而假设该时刻的SO2和O2全部化合生成SO3,则SO3的浓度将达到0.4 mol·L-1。因为该反应是可逆反应,三种物质必将同时存在(即可逆反应中的物质均不可能100%转化),很显然,A、D两项是不可能的。要得到C项中的数据必须是SO2和SO3同时消耗而减少,这不符合S原子守恒,也是不可能的。 6.一定条件下,对于反应X(g)+3Y(g)不合理的是( )

①c1∶c2=1∶3 ②平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3 ③平衡时X和Y的转化率不相等 ④c1的取值范围为0c1 0.1

2Z(g) c2 0.3

c3 0.08

B.③④

C.①④

D.②③

2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不

为零)。达平衡时,X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1,则下列判断

反应的化学方程式中反应物化学计量数之比为1∶3,所以反应中X和Y必然以物质的量之比为1∶3的比例消耗,因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正确;平衡时Y和Z的生成速率之比应该和化学方程式对应化学计量数之比相等,故Y和Z的生成速率之比为3∶2,②错误;由于起始时反应物的物质的量之比等于化学方程式中相应化学计量数之比,故平衡时X和Y的转化率相等,③错误;运用极限法,假设Z完全转化为反应物,c1的极限值为0.14 mol·L-1,而题设c1>0,反应又是可逆的,④正确。

7.往2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生合成氨反应,2 min时达到平衡。测得平衡时混合气体中NH3的体积分数为25%,则:

(1)0~2 min内,v(NH3)= 。

(2)H2在平衡混合气中的体积分数= 。

(3)平衡时容器的压强与起始时的压强之比为。答案(1)0.2 mol·L-1·min-1

(2)56.25% (3)4∶5

解析设0~2 min内,消耗的N2的物质的量为x,则

N2 + 3H2 起始物质的量变化物质的量平衡时物质的量

则有

1 mol x 1 mol-x

2NH3 3 mol 3x 3 mol-3x

0 2x 2x

=25%,解得x=0.4 mol,v(NH3)= =0.2 mol·L-1·min-1;H2在平衡

- -

×100%=56.25%;平衡时容器的压强与起始时的压强之

混合气体中的体积分数为比为3.2∶4=4∶5。

8.在容积为5 L的密闭容器中,加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生反应CO(g)+H2O(g)变化的曲线如图所示。

CO2(g)+H2(g),并放出热量。反应中CO2的浓度随时间

(1)根据图中数据,从反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为 ;反应达到平衡时c(H2)= 。 (2)判断该反应达到平衡状态的依据是 (填字母)。 A.单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等 B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 D.正、逆反应速率都为0

答案(1)0.003 mol·L-1·min-1 0.03 mol·L-1

(2)AC

解析(1)由题图可知,从第10 min时反应达到平衡状态,则v(CO)=v(CO2)=

- -1-1-1

=0.003 mol·L·min;反应达到平衡时c(HL。 2)=Δc(H2)=Δc(CO2)=0.03 mol·

(2)可逆反应达到化学平衡状态时,各物质的百分含量保持一定,各物质浓度保持不变,正、逆反应速率相等且不为0。

拓展训练

在2 L恒容密闭容器中,800 ℃时发生反应2NO(g)+O2(g)化如下表:

时间/s 0 1 2 3 4 2NO2(g),n(NO)随时间的变

5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007

(1)上述反应 (填“是”或“不是”)可逆反应。

(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。 A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变 C.v逆(NO)=2v正(O2)

D.容器内混合气体的密度保持不变答案(1)是

(2)b 0.001 5 mol·L-1·s-1 (3)BC

解析(1)该反应是可逆反应。

(2)由平衡体系2NO(g)+O2(g)

2NO2(g)知,NO2为生成物,达到平衡时

n(NO2)=Δn(NO)=0.020 mol-0.007 mol=0.013 mol

c(NO2)=

-1

=0.006 5 mol·L

故表示NO2变化曲线的为b。 0~2 s内,v(NO)=

- -1-1

==0.003 mol·L·s,

则v(O2)=v(NO)=0.001 5 mol·L-1·s-1。

(3)A项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故B项正确;C项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内混合气体的密度保持不变,故D项无法说明该反应是否达到平衡状态。

第六章检测 (时间:90分钟分值:100分)

一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)

1.一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子。

关于此反应说法错误的是( ) A.一定属于吸热反应 B.一定属于可逆反应 C.一定属于氧化还原反应 D.一定属于分解反应答案A 解析观察示意图知,该反应的反应物是一种,生成物是两种,该反应为分解反应,一般的分解反应是吸热反应,但也有的分解反应(如2H2O2

2H2O+O2↑)是放热反应,A项错误、D项正确;

根据图示可知,充分反应后,反应物与生成物共存,所以该反应是可逆反应,B项正确;该反应中反应物为化合物,生成物中有单质,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C项正确。 2 “盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极,向极板上滴加食盐水后电池便可工作,电池反应为2Mg+O2+2H2O

2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是( )

A.镁片作为正极 B.食盐水作为电解质溶液 C.电池工作时镁片逐渐被消耗

D.电池工作时实现了化学能向电能的转化答案A 解析根据原电池原理可知,镁为负极,发生氧化反应;氧气在正极发生还原反应。

3.一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品,外层则是分别包装的两包化学物质,使用时拉动预留在外的拉线,使这两种化学物质混合并发生反应,此时便可对食物进行加热,这两包化学物质最合适的选择是( ) A.浓硫酸与水 C.熟石灰与水答案B 解析浓硫酸溶于水虽然放热,但浓硫酸是液体,又具有强烈的腐蚀性,不适宜给食品加热;而相同质量的生石灰和熟石灰分别溶于水,前者放出的热量比后者多;氯化钠溶于水能量变化不明显。

4.下列说法不正确的是( ) A.原电池负极被氧化

B.任何化学反应都能设计成原电池

C.化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变

D.化学反应达到平衡状态时,只要条件不改变,各物质的浓度就不再改变答案B 解析原电池反应的本质是氧化还原反应,因此非氧化还原反应是不能设计成原电池的。 5.下列有关化学反应速率和限度的说法中,不正确的是 A.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,反应速率明显加快 B.在金属钠与足量的水的反应中,增加水的量能增大反应速率 C.2SO2+O2答案B 解析A项,添加催化剂,可增大反应速率;B项,水的量的多少不影响钠与水的反应速率;C项,可逆反应不能进行到底;D项,增大固体物质的表面积能增大化学反应速率。 6.下列措施对增大反应速率明显有效的是( )

2SO3反应中,SO2不能全部转化为SO3

D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2,用碳酸钙粉末比用块状碳酸钙反应要快

( )

B.生石灰与水 D.氯化钠与水

A.在用H2和N2工业合成NH3时,降低温度 B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸 C.K2SO4与BaCl2在溶液中反应时,增大压强 D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验答案D 解析降低温度,合成NH3的反应速率减小;铁遇浓硫酸会产生钝化现象,不再产生氢气;压强的改变只能适用于有气体参加的反应;增大固体的表面积可以加快反应速率。

7.某学生将电流表用导线与两个电极连接在一起,再将两个电极同时插入某种电解质溶液中,能观察到有电流产生的是( ) A.用铜片、铅笔芯作电极插入稀硫酸中 B.用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中 C.用锌片、铜片作电极插入番茄中 D.用铜片、铁片作电极插入酒精中答案C 解析要构成原电池,除要形成闭合回路外,还需要有两个活动性不同的电极,其中一个电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A项,铜、石墨与稀硫酸均不反应;B项,电极材料相同;D项,酒精是非电解质;C项,一些水果中含有有机酸,其汁液可作电解质溶液。 8.下列各组反应(表中物质均为反应物)在反应刚开始时,放出H2的反应速率最大的是( )

金属 (粉末状) 选项及其物质的量/mol 酸的浓度及体积反应温度/℃ A B C D Mg 0.1 Mg 0.1 Fe 0.1 Mg 0.1 6 mol·L-1硝酸 10 mL 3 mol·L-1盐酸 10 mL 3 mol·L-1盐酸 10 mL 3 mol·L-1硫酸 10 mL 60 60 60 60

答案D 解析影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质,镁的金属活动性强于铁,所以C项放出氢气的反应速率最小。A项,Mg与HNO3反应不会产生氢气,B、D两项中只需比较c(H+)的大小即可,HCl为一元强酸,硫酸为二元强酸,故相同浓度的盐酸与硫酸溶液,硫酸溶液中的c(H+)大于盐酸中的c(H+),D项符合题意。 9.一定温度下,反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)达到平衡时,n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶3∶

4。缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8 mol,n(SO3)=1.4 mol,此时SO2的物质的量应是( )

A.0.4 mol C.0.8 mol 答案A B.0.6 mol D.1.2 mol

解析 2SO2(g)+O2(g)

起始/mol 转化/mol 平衡/mol

2x y 2x-y

2SO3(g) 3x

4x y

3x- 4x+y

{

解得:x=0.3 mol,y=0.2 mol,所以2x-y=0.4 mol。

10.化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )

A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成 B.铝热反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低 C.图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能 D.图Ⅱ所示的反应为吸热反应答案A 解析旧化学键断裂吸收能量,新化学键形成释放能量,所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成,A项正确;铝热反应是放热反应,所以反应物的总能量比生成物的总能量高,B项错误;图Ⅰ所示的装置中没有形成闭合回路,不能构成原电池,因此不能将化学能转变为电能,C项错误;图Ⅱ所示的反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,D项错误。

11.可再生能源是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是( )

A.上图是太阳能光伏发电原理图,图中A极为正极

B.风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源 C.推广可再生能源有利于经济可持续发展

D.光伏发电能量转化方式是太阳能直接转变为电能答案A 解析在原电池的外电路中,电流由正极流向负极,由图中的电流方向可判断A极为负极,A符合题意;风能、太阳能、生物质能在短时间内能形成,属于可再生能源,B不符合题意;推广可再生能源有利于经济可持续发展,C不符合题意;光伏电池发电是将光能直接转化为电能,D不符合题意。

12.某反应由两步反应A

C构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是( )

A.两步反应均为吸热反应 B.三种化合物中C最稳定 C.A与C的能量差为E4 D.A答案B 解析根据反应能量曲线图可知,能量大小为B>A>C,故A确;吸热反应不一定需要加热,D项错误。

13.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)B.2NO2(g)

2HBr(g)

恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变

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)

( )

B、B

C两步反应分别为吸热

反应、放热反应,其中A、C的能量差为ΔH,C的能量最低,C最稳定,A项、C项错误,B项正

B的反应,反应条件一定要加热

恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变 D.3H2(g)+N2(g)答案D 解析A项,该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变,即Br2的百分含量保持不变,说明反应处于平衡状态;B项,该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变,说明NO2和N2O4的物质的量保持不变,反应处于平衡状态;C项,该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变,说明CO2的质量保持不变,反应处于平衡状态;D项,对于化学反应3H2(g)+N2(g)

2NH3(g),如果开

始时加入的反应物的物质的量之比n(H2)∶n(N2)=3∶1,或加入的是纯NH3,则反应从开始到达

2NH3(g)

反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1

到化学平衡状态,始终满足n(H2)∶n(N2)=3∶1,因此,n(H2)∶n(N2)=3∶1的状态不一定是平衡状态。

14.已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量;②1 mol I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151 kJ的能量;③由H原子和I原子形成1 mol HI分子时释放299 kJ的能量。下列判断不正确的是( ) A.I2分子比H2分子稳定

B.2 mol HI(g)发生分解反应吸收11 kJ热量 C.HI与NaOH的反应属于放热反应

D.0.5 mol H2(g)与0.5 mol I2(g)完全反应释放出5.5 kJ 热量答案A 解析选项A,H2分子共价键断裂时吸收的热量比I2分子共价键断裂时吸收的热量多,H2分子比I2分子稳定,A选项错误。选项B,2 mol HI(g)发生反应2HI(g)选项C,中和反应是放热反应。选项D,根据选项B计算可知正确。 15.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。

H2(g)+I2(g),吸收的热量

=2E(H—I)-E(H—H)-E(I—I)=2 mol×299 kJ·mol-1-1 mol×436 kJ·mol-1-1 mol×151 kJ·mol-1=11 kJ。

下列说法不正确的是( )

A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加 B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2OC.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄

D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降答案A 解析A项,Cu作正极,H+在正极得电子生成氢气,因此Cu电极附近溶液中H+浓度减小,所以错误,符合题意;B项,Ag2O得电子作正极,生成Ag和OH-,所以正确,不符合题意;C项,锌筒作负极,失电子发生氧化反应生成Zn2+,因此锌被消耗而使锌筒变薄,所以正确,不符合题意;D项,铅酸蓄电池总的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4题意。

2PbSO4+2H2O ,由此可知反应过程中消耗了

硫酸,因此电解质溶液酸性减弱,溶液中的离子浓度减小,因此导电能力下降,所以正确,不符合

2Ag+2OH-

16.一定条件下,在体积为10 L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)图:

2NH3(g),反应过程如

下列说法正确的是( ) A.t1 min时正、逆反应速率相等

B.X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系 C.0~8 min,H2的平均反应速率v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1 D.10~12 min,N2的平均反应速率v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1 答案B 解析t1 min时,只是X和Y的物质的量相等,反应没有达到平衡状态,说明正、逆反应速率不相等;根据图像,Y表示H2的物质的量随时间的变化关系,X表示NH3的物质的量随时间的变化关系;0~8 min,H2的平均反应速率v(H2)= =0.011 25 mol·L-1·min-1,根据H2的变化量可计算出10~12 min内N2的平均反应速率v(N2)=

=0.002 5 mol·L-1·min-1。

二、非选择题(本题包括4小题,共52分)

17.(13分)反应Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图所示:

(1)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。

(2)若要使该反应的反应速率增大,下列措施可行的是 (填字母)。 A.改铁片为铁粉

B.改稀硫酸为98%的浓硫酸 C.升高温度 D.减小压强

(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为 (填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为 ,该极上发生的电极反应

为 ,外电路中电子由 (填“正”或“负”,下同)极向极移动。

答案(1)放热 (2)AC (3)正产生无色气泡 2H++2e-H2↑ 负正

解析(1)据能量变化图像可知该反应是放热反应。

(2)增大固体的表面积或升高温度,反应速率增大;适当增大反应物浓度,反应速率也增大,但98%的浓硫酸能使铁钝化。

(3)该反应中铁是还原剂,作负极,比铁活动性差的铜应作正极。铜片上,氢离子得到电子,电极反应为2H++2e-H2↑,外电路电子由负极流向正极。

4NO2(g)+O2(g)。

18.(13分)(1)在2 L的密闭容器中放入4 mol N2O5,发生如下反应:2N2O5(g)积分数是。

反应至5 min时,测得N2O5转化了20%,则v(NO2)为 ;5 min时,N2O5在混合气体中的体

(2)某温度时,在一个2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空: ①该反应的化学方程式为。

②若X、Y、Z均为气体,2 min时反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为。

③若X、Y、Z均为气体,则达平衡时,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时 (填“增大”“减小”或“相等”)。答案(1)0.16 mol·L-1·min-1 61.5%

(2)①3X+Y

2Z ②9∶10 ③增大

解析(1)由三段式可知转化的N2O5(g)、NO2(g)、O2(g)的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.2 mol·L-1,5 min时N2O5(g)、NO2(g)、O2(g)的浓度分别为1.6 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.2 mol·L,故

-1

v(NO2)==0.16 mol·L-1·min-1,5 min时,N2O5在混合气体中的体积分数为

×100%≈61.5%。(2)①反应中各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,

则(1-0.7)∶(1-0.9)∶(0.2-0)=3∶1∶2,2 min后各物质的物质的量不再变化,此反应为可逆反应,故反应的化学方程式为3X+Y

2Z。②压强之比等于气体物质的量之比,则(0.9+0.7+0.2)∶

(1.0+1.0)=9∶10。③达平衡时,容器内气体的物质的量减小,但气体总质量不变,故混合气体的平均相对分子质量比起始投料时增大。

19.(13分)Ⅰ.已知断裂或形成1 mol化学键所吸收或放出的能量叫做该化学键的键能,单位为kJ·mol-1。白磷在氧气中燃烧的化学方程式可用结构式表示如图:

试根据下表中的化学键键能计算:0.1 mol P4(白磷)在氧气中充分燃烧放出的能量为 kJ。

化学键键能/(kJ·mol-1) P—P P—O O198 360 498 O PO 585

Ⅱ.将V1 mL 2.0 mol·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。请按要求填空:

(1)该实验表明此反应 (填“吸收”或“释放”)能量,通过图示分析可以得出:做该实验时,环境温度 (填“高于”“低于”或“等于”)22 ℃。

(2)根据图示计算该NaOH溶液的浓度约是 mol·L-1。

Ⅲ.如图所示在锥形瓶放置有装有水的小试管,往小试管中分别加入下列物质时:①烧碱固体、②浓硫酸、③硝酸铵固体、④NaCl固体,其中能使a端液面高于b端液面的是 (填序号)。

答案Ⅰ.298.2

Ⅱ.(1)释放低于 (2)3.0 Ⅲ.③

解析Ⅰ.反应热=反应物总键能-生成物总键能,所以反应P4(s)+5O2(g)

P4O10(s)的ΔH=6×198

kJ·mol-1+5×498 kJ·mol-1-(4×585 kJ·mol-1+12×360 kJ·mol-1)=-2 982 kJ·mol-1。故0.1 mol白磷在氧气中充分燃烧放出的能量为298.2 kJ。Ⅱ.(1)根据实验结果图所示,5 mL HCl溶液和45 mL NaOH溶液反应后的温度是22 ℃,又盐酸和氢氧化钠溶液反应是放热反应,释放能量,可以知道该实验开始时温度一定低于22 ℃。(2)HCl和NaOH恰好完全反应时,参加反应的盐酸的体积是30 mL,由V1+V2=50 mL可知,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL;设恰好完全反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量为n,则n=2.0 mol·L-1×0.03 L=0.06 mol,所以NaOH溶液的浓

度为

=3 mol·L-1。Ⅲ.a端液面高于b端,说明加入药品后锥形瓶内温度降低,气体压强减

小,硝酸铵溶于水为吸热过程,所以③正确。

20.(13分)(1)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题:

①当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,正极的电极反应式

为 ,当电路中有0.2 mol电子通过时,负极的质量减少 g。

②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该装置 (填“能”或“不能”)形成原电池,若不能,请说明理由,若能,请指出正、负极: 。 (2)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流表。 ①锌片上发生的电极反应为 ; ②银片上发生的电极反应为。

③若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:

a.产生氢气的体积(标准状况);

b.通过导线的电量。(已知NA=6.02×1023 mol-1,电子电荷为1.60×10-19 C) 答案(1)①2H++2e-(2)①Zn-2e-H2↑ 1.8 Zn2+ ②2H++2e-H2↑

②能正极为镁,负极为铝 ③a.4.48 L b.3.9×104 C

解析(1)①a为Al,b为Cu,电解质溶液为稀硫酸时,电池总反应的离子方程式为2Al+6H+2Al3++3H2↑,当转移0.2 mol电子时,负极反应的Al的质量为m(Al)=0.2 mol× ×27 g·mol-1=1.8 g;②当a为Al,b为Mg,电解质溶液为NaOH溶液时,电池总反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O

2Al +3H2↑,负极为Al,正极为Mg。(2)①在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中,

Zn2+;②银片作正极,其电极反应为2H++2e-H2↑。电

Zn2++H2↑。③根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系

锌片作负极,其电极反应为Zn-2e-池总反应式为Zn+2H+状况下的体积为x。

Zn+2H+

Zn2++H2↑

65 g 60 g-47 g

进行计算。a.锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气在标准

22.4 L x

x=4.48 L

b.反应消耗的锌的物质的量为13 g÷65 g· mol-1=0.20 mol,1 mol Zn变为Zn2+时,转移2 mol e-,则导线中通过的电量为0.20 mol×2×6.02×1023 mol-1×1.6×10-19 C≈3.9×104 C。

第七章有机化合物

第一节认识有机化合物

第1课时有机化合物中碳原子的成键特点

基础训练

1.下列物质分子中,属于正四面体结构的是( ) A.CCl4 C.CH2Cl2 答案A 解析只有CCl4是正四面体结构,另外三种物质的分子结构都是四面体,但不是正四面体。

B.CHCl3 D.CH3Cl

烷烃的结构

2.对

A.有两种结构

的叙述正确的是( )

B.只有一种结构 D.有四种结构

C.含有非极性键答案B 解析甲烷分子的空间结构是正四面体。若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替,其结构变为四面体,碳原子位于四面体的中心位置,两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳

原子相连,它们都分别处在相邻的位置,故C—Cl键、C—F键均为极性键。

3.下列分子式不止表示一种物质的是( ) A.C3H8 C.CHCl3

B.C4H10 D.CH2Cl2

只有一种结构,如图所示:。

答案B 解析正丁烷和异丁烷的分子式都是C4H10。C3H8(丙烷)、CHCl3(三氯甲烷)、CH2Cl2(二氯甲烷)都只表示一种物质。 4.下列说法中正确的是( ) A.C4H10有3种同分异构体

B.相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体 C.同分异构体之间的转化是化学变化 D.答案C 解析C4H10有2种同分异构体,即CH3CH2CH2CH3和

;物质的相对分子质量相同,

和

互为同分异构体

但分子式不一定相同,故相对分子质量相同,结构不同的两种化合物不一定是同分异构体;互为同分异构体的物质为不同的物质,故它们之间的转化是化学变化;

为同一物质,不互为同分异构体。

5.下列物质之间的相互关系错误的是( )

和

A.CH3CH2CH2CH2CH3和B.干冰和冰为同一种物质

C.CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物 D.12C和14C互为同位素答案B 互为同分异构体

解析干冰是二氧化碳晶体,冰是固态的水。 6.下列叙述正确的是( )

A.分子式相同,各元素质量分数也相同的物质是同种物质 B.通式相同的不同物质一定属于同系物 C.分子式相同的不同物质一定互为同分异构体 D.相对分子质量相同的不同物质一定互为同分异构体答案C 解析分子式相同的物质,结构不一定相同,所以不一定是同种物质;通式相同的不同物质不一定是同系物,也可能互为同分异构体或是其他关系;相对分子质量相同,分子式不一定相同,如NO和C2H6,因此不一定互为同分异构体。 7.下列结构简式代表了几种不同的烷烃( )

A.2种答案B 解析结构简式不能体现出分子的实际空间结构,仅能体现出分子中原子间的结合方式。题干中的几种分子可分别表示为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、

、

CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、

,故有3种不同的烷烃。

提升练习

1.能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是( ) A.甲烷分子中4个C—H键的强度相同 B.甲烷分子中4个C—H键的长度相同 C.甲烷的一氯代物只有1种 D.甲烷的二氯代物只有1种答案D 解析若甲烷为平面正方形结构,则甲烷分子中4个C—H键的长度和强度也可以相同,A、B项错误;若甲烷为平面正方形结构,则二氯甲烷分子应有2个氯原子分别在邻位和对位两种结构。而实际上二氯甲烷分子只有1种结构,所以甲烷分子不是平面正方形结构,而是正四面体结构,C项错误,D项正确。

2.(双选)有A、B两种碳氢化合物,含碳元素的质量分数相同,关于A、B的下列说法正确的是( )

A.A和B不一定是同分异构体 B.A和B不可能是同系物 C.A和B的最简式一定相同

D.各取1 mol A、B完全燃烧,生成CO2的质量一定相同答案AC 解析因A、B为两种碳氢化合物,含碳元素的质量分数相同,则氢元素的质量分数也相同,因此A、B的最简式一定相同,C项正确;最简式相同的物质不一定是同分异构体,A项正确;若最简式为CH2,则

与

互为同系物,B项错误;若取等质量的A和B完全燃

、

B.3种

C.4种

D.5种

烧,生成CO2的质量一定相同,但等物质的量的A、B完全燃烧后生成CO2的质量不一定相同,D项错误。

3.下列关于丁烷的叙述不正确的是( ) A.常温下,C4H10是气体 B.C4H10与CH4互为同系物

C.丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体

D.C4H10进行一氯取代后最多生成两种沸点不同的一氯代物答案D 解析因为丁烷有两种同分异构体:CH3CH2CH2CH3和

4.分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)( ) A.6种答案C 解析戊烷C5H12有3种同分异构体,分别是:①正戊烷,碳骨架为C—C—C—C—C,有3种不同的H原子,故—Cl取代—H,得到3种结构;②异戊烷,碳骨架为

,有4种不同的H

B.7种

C.8种

D.9种

,二者均有两种一氯代物,所

以丁烷进行一氯取代后最多生成四种沸点不同的一氯代物,D错误。

原子,故—Cl取代—H,有4种结构;③新戊烷,碳骨架为CH3CH2CHClCH2CH3、

,有1种H原子,故—Cl取代

—H,有1种结构。则C5H11Cl的同分异构体有CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、

、、、、

,共8种。

5.分子式为C3H6Cl2的有机物,若再有一个氢原子被氯原子替代,则产物有两种可能的结构,原有机物的结构简式为( ) A.CH2Cl—CH2—CH2Cl B.CHCl2—CH2—CH3 C.CH2Cl—CHCl—CH3 D.CH3—CCl2—CH3 答案A 解析A项,CH2Cl—CH2—CH2Cl分子中有2种等效氢原子,再有一个氢原子被氯原子取代,得到的产物有2种结构,故正确,B项,CHCl2—CH2—CH3分子中有3种等效氢原子,再有一个氢原子被氯原子取代,得到的产物有3种结构,故错误;C项,CH2Cl—CHCl—CH3分子中有3种等

效氢原子,再有一个氢原子被氯原子取代,得到的产物有3种结构,故错误;D项,CH3—CCl2—CH3分子中有1种等效氢原子,再有一个氢原子被氯原子取代,得到的产物只有1种结构,故错误。

拓展训练

下图是异辛烷的球棍模型:

(1)根据球棍模型,写出异辛烷的结构简式: ; 异辛烷与乙烷的关系是。

(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式: (异辛烷用分子式表示)。1 mol异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是 mol。 (3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,则X的结构简式为。

答案(1)(2)2C8H18+25O2

互为同系物 16CO2+18H2O 1.5

(3)

解析(1)结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物。(2)1 mol异辛烷和1 mol正庚烷相差1 mol“CH2”,1 mol“CH2”完全燃烧需要1.5 mol氧气,所以二者完全燃烧时消耗氧气的物质的量相差1.5 mol。

第2课时烷烃的性质

基础训练

1.下列有关有机化合物的说法不正确的是( ) A.有机化合物都易燃烧 B.有机化合物中一定含碳元素 C.有机化合物的熔点、沸点一般较低

D.有机化合物使我们的物质世界更加丰富多彩答案A 解析某些有机物不能燃烧,如CCl4可作灭火剂。

2.(2018全国Ⅱ)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。

光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )

答案D 解析CH4和Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物,其中CH3Cl常温下是气体,不溶于水,CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下是无色油状液体,不溶于水,HCl极易溶于水,故试管内气体体积减小,颜色变浅,液面上升,试管壁上有无色油状液滴出现,D项正确。 3.下列关于甲烷的叙述正确的是( )

A.甲烷分子的立体构型是正四面体,所以,CH2Cl2有两种不同构型 B.甲烷可以与氯气发生取代反应,因此,可以使氯水褪色

C.甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸,因此,是矿井安全的重要威胁之一 D.甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色答案C 解析A项,由于甲烷分子是正四面体结构,四个顶点上任意两个氢原子都是相邻关系,故CH2Cl2只有一种构型。B项,CH4能跟氯气在光照下反应,与氯水不反应。D项,CH4比较稳定,不能被酸性KMnO4溶液氧化。

4.鉴别甲烷、一氧化碳和氢气3种无色气体的方法是,将它们( ) A.先后通入溴水和澄清石灰水 B.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯

C.点燃,先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯 D.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯,通入溴水答案C 解析CH4、CO和H2与溴水、澄清石灰水都不反应,A项不可选。CH4和CO燃烧都生成CO2,B、D项不可选。干燥的冷烧杯可检验燃烧产物中是否有水生成,涂有澄清石灰水的烧杯可检验燃烧产物中是否有CO2生成。

5.下列关于CH4和

A.均能用通式CnH2n+2来表示 B.与所有烷烃互为同分异构体 C.它们物理、化学性质相同

的叙述正确的是( )

D.通常情况下前者是气体,后者是液体答案A 解析因二者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2,A正确;它们与其他烷烃互为同系物,B错误;二者的化学性质相似,但物理性质不同,C错误;分子中所含碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气体,D错误。

6.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下,其密度为1.16 g·L-1,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.可能是甲烷和己烷的混合物 D.可能是乙烷和丙烷的混合物答案A 解析标准状况下,该混合物的平均摩尔质量为22.4 L·mol-1×1.16 g·L-1=26 g·mol-1,在烷烃中,只有甲烷的摩尔质量小于26 g·mol-1,所以一定有甲烷,另一种气态烷烃不能确定。

7.取标准状况下的CH4和过量O2的混合气体840 mL点燃,将燃烧后所得的气体混合物用过量碱石灰吸收,碱石灰质量增加0.6 g。计算:

(1)经碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)为。 (2)原混合气体中CH4与O2的体积比为。答案(1)0.336 L (2)1∶4 解析(1)由CH4+2O2

CO2+2H2O可知,完全燃烧后产生的CO2的质量为0.6 g×=0.33 g,即

物质的量为0.007 5 mol,CH4与O2共有=0.037 5 mol。由化学方程式CH4+2O2

CO2+2H2O可知,参与反应的混合气体的物质的量为0.007 5 mol(CH4)+0.015 mol(O2)=0.022 5 mol,故剩余氧气的物质的量为0.037 5 mol-0.022 5 mol=0.015 mol,即经碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)为0.015 mol×22.4 L·mol-1=0.336 L。

(2)原混合气体中CH4与O2的物质的量之比为0.007 5 mol∶(0.015+0.015)mol=0.007 5∶0.03=1∶4,由相同条件下气体的物质的量之比等于气体的体积比可知,原混合气体中CH4与O2的体积比为1∶4。

提升练习

1.下列叙述错误的是( )

A.在通常情况下,甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应

B.甲烷化学性质比较稳定,不能被任何氧化剂氧化

C.甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,都属于取代反应 D.甲烷的四种有机取代物都不溶于水答案B 解析甲烷的性质比较稳定,在通常情况下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应,但甲烷能在空气中燃烧,A正确,B错误;甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应,生成四种有机产物,分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,且均不溶于水,故C、D均正确。

2.若1 mol某链状烷烃燃烧后,测得产物中含有m mol CO2和n mol CO,则该烷烃分子中氢原子的个数为( ) A.m+n C.m-n+2 答案D 解析由题意可知,该链状烷烃分子中含有(m+n)个碳原子,根据链状烷烃的通式可得该链状烷烃分子中含有2(m+n+1)个氢原子。 3.下列说法正确的是( )

A.碳碳间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃 B.分子式符合CnH2n+2的碳氢化合物一定是烷烃 C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上 D.碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃有两种答案B 解析A项中,环烷烃也符合要求,但它不是链烃,属于环烃;C项中,由碳原子的成键方式和键角特征知,正戊烷中碳原子呈锯齿状排列,因此所有碳原子不在同一直线上;D项中,分子中n(C)∶n(H)=1∶3的烷烃必为C2H6,一定是乙烷。

4.燃烧0.1 mol两种气态碳氢化合物的混合物,生成3.58 L CO2(标准状况)和3.6 g H2O,则混合气体中( ) A.一定有甲烷 C.一定无甲烷答案A 解析生成的n(CO2)=

B.2(m+n) D.2(n+m+1)

B.一定有乙烷 D.一定有丙烷

=0.16 mol,生成的n(H2O)=-

=0.2 mol,因此该气态混合

物的平均分子组成为C1.6H4,而分子中碳原子数小于1.6的碳氢化合物只有甲烷,故另一种碳氢化合物应为分子中氢原子数为4、碳原子数大于或等于2的气态碳氢化合物。

5.在常温、常压下,取下列四种气态烷烃各1 mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是( ) A.CH4 答案C B.C3H8

C.C4H10

D.C2H6

解析设此气态烷烃的分子式为CxHy,其完全燃烧的化学方程式为CxHy+(x+)O2

xCO2+ H2O,则1 mol烷烃完全燃烧时耗氧量为(x+ ) mol,将上述选项中分子式中相应数值分别代入(x+) mol,比较可知C4H10耗氧量最多。

6.(1)乙烷的电子式为 ,分子式为CmH20的链状烷烃中m为 ,分子式为C8Hn的链状烷烃中n为 ,与CO2密度(同温同压)相同的气态链状烷烃的分子式为。

(2)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烷烃的质量均为1 g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是。

答案(1) H

9 18 C3H8 (2)CH4

解析(1)根据链状烷烃通式为CnH2n+2可求出m为9,n为18,密度与CO2相同的气态链状烷烃的相对分子质量为44,由14n+2=44可求出n为3,即分子式为C3H8。

(2)若四种烷烃的质量同为1 g,消耗O2的多少取决于CxHy中“ ”的大小,“ ”的值越大,消耗O2越多,此题中消耗O2最多的是CH4。

拓展训练

“立方烷”是一种新合成的碳氢化合物,其分子为正方体结构,其碳架结构如图所示。

(1)立方烷的分子式为。

(2)该立方烷与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有种,生成的二氯代物有种。

(3)若要使1 mol“立方烷”的所有氢原子全部被氯原子取代,需要 mol氯气。答案(1)C8H8 (2)1 3 (3)8

解析(1)1个立方烷分子中有8个碳原子,分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个C—C键,故只能与1个氢原子结合。

(2)由于该分子结构是正方体,8个顶点的位置全部一样,所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况,所以二氯代物应有3种。

(3)根据取代反应的特点,完全取代8 mol H原子,需8 mol Cl原子,同时生成8 mol氯化氢,故共需要8 mol Cl2。

第二节乙烯与有机高分子材料

第1课时乙烯

基础训练

1.下列关于乙烯的叙述中,不正确的是( ) A.乙烯的化学性质比乙烷活泼 B.乙烯燃烧时,火焰明亮,同时伴有黑烟 C.乙烯可作香蕉等水果的催熟剂

D.乙烯碳碳双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应答案D 解析乙烯分子的碳碳双键中有一个键易断裂,使得乙烯容易发生加成反应,乙烯并不容易发生取代反应,故正确答案为D。

2.下列过程中发生了加成反应的是( ) A.C2H4使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.C2H4使溴的CCl4溶液褪色 C.C2H4燃烧生成二氧化碳和水

D.CH4和Cl2的混合气体在光照条件下逐渐褪色答案B 解析C2H4与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,A错误;C2H4与溴发生加成反应,B正确;C2H4燃烧属于氧化反应,C错误;CH4和Cl2在光照下发生取代反应,D错误。 3.下列分子中的各原子均在同一平面上的是( ) A.C2H4 C.CH3CHCH2 答案A 解析乙烯分子是一种平面结构,2个碳原子和4个氢原子在同一平面上。因为CH4是正四面体结构,所以只要含有—CH3结构的分子就不可能满足所有原子在同一平面上。 4.有关乙烯的下列叙述:①乙烯溶于水后可得乙醇

②乙烯能发生加聚反应 ③乙烯能与溴水发生加成反应 ④乙烯是无色、稍有气味、难溶于水的气体;其中正确的是( ) A.只有② C.只有②和③ 答案D 解析乙烯需在一定条件下与水加成才能得到乙醇。 5.下列物质不可能是乙烯加成产物的是( ) A.CH3CH3 C.CH3CH2OH 答案B B.CH3CHCl2 D.CH3CH2Br B.只有①和③ D.②③④ B.CHCl3 D.CH3—CH3

解析做这种类型的题时,一定要抓住加成反应的特点:“断一加二,从哪里断,从哪里加”,所以CH2CH2的加成应该是每个碳原子上各加一个原子或原子团,所以加成后的每个碳原子上至少有两个H原子,B选项不符合。

6.对于CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种物质,回答下列问题: (1)等质量的上述五种物质,在相同状况下体积最大的是。

(2)等质量的上述五种物质,完全燃烧时耗O2最多的是 ,生成CO2最多的是 ,生成H2O最多的是。

(3)在120 ℃、1.01×105 Pa条件下,与足量的O2混合点燃,完全燃烧前后气体体积没有变化的是。

答案(1)CH4 (2)CH4 C3H4 CH4

(3)CH4、C2H4、C3H4

解析等质量的气体,摩尔质量小的,物质的量大,在相同条件下所占体积也大。对于碳氢化合物CxHy,质量相等时,耗O2量由决定;在120 ℃、1.01×105 Pa条件下,与足量O2混合点燃,完全反应前后气体体积不变,则y=4。

提升练习

1.下列关于乙烯和乙烷的说法中,不正确的是( ) A.乙烯的结构简式为CH2CH2,乙烷的结构简式为CH3CH3

B.乙烯分子中所有原子处于同一平面上,乙烷分子则为立体结构,原子不都在同一平面上 C.乙烯分子中含有碳碳双键,乙烷分子中含有碳碳单键,双键不如单键稳定,导致乙烯的性质比乙烷活泼

D.乙烯分子中因含有不饱和键,导致乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色答案A 解析乙烯的结构简式为CH2CH2。乙烯分子所含碳碳双键中的一个键易断裂,导致乙烯比乙烷活泼;乙烷中的碳碳单键稳定,致使乙烷不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。

2.下列烯烃和HBr发生加成反应所得的产物有两种的是( ) A.

C.答案D 解析 D.

与HBr发生加成反应的产物有CH3CH2CH2CH2Br和

CH3CH2CHBrCH3两种,D项正确。

3.将15 g CH4和C2H4的混合气体通入盛有足量溴水的容器中,溴水的质量增加了7 g,则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为( ) A.1∶2 答案B B.2∶1

C.3∶2

D.2∶3

解析烷烃不与溴水反应,乙烯可与Br2发生加成反应,因此,溴水质量增加是因为吸收了乙烯,故乙烯的物质的量为

=0.25 mol,则甲烷的物质的量为-

=0.5 mol,相同条件下气体

的体积之比等于其物质的量之比,即CH4与C2H4的体积之比为2∶1。

4.相同状况下,1体积某气态烯烃只能与1体积Cl2发生加成反应生成氯代烷,1 mol此氯代烷可与4 mol Cl2发生完全取代反应,则该烯烃的结构简式为( ) A.CH2CH2 B.CH3CHCH2 C.CH3CH3

D.CH2CH—CHCH2 答案A 解析1体积烯烃只能与1体积Cl2发生加成反应,说明该烯烃分子中只含1个为CH2Cl—CH2Cl,原气态烯烃结构简式为CH2CH2。

5.两种气态碳氢化合物以一定比例混合,在105 ℃时,1 L该混合气体与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体的体积为11 L,下列各组混合物中不符合此条件的是( ) A.C3H6、C4H10 C.C2H4、C4H10 答案B 解析设碳氢化合物的分子式为CxHy,其燃烧的化学方程式为: CxHy+( )O21 1 L

;1 mol

氯代烷可与4 mol Cl2发生完全取代反应,说明1个该氯代烷分子中含有4个氢原子,结构简式

B.CH4、C3H4 D.C3H8、C4H8

xCO2+ H2O 增加体积

-1

(11-1-9) L

y=8,故两种碳氢化合物分子中氢原子个数都是8,或者一种分子中氢原子个数大于8、一种分子中氢原子个数小于8。

A.该混合物中,一种分子中氢原子个数大于8、一种分子中氢原子个数小于8,所以其平均氢原子个数可能等于8,符合条件,故不选A;

B.该混合物中,两种分子中氢原子个数都是4,不符合条件,故选B;

C.该混合物中,一种分子中氢原子个数大于8、一种分子中氢原子个数小于8,所以其平均氢原子个数可能等于8,符合条件,故不选C;

D.该混合物中,两种分子中氢原子个数都是8,所以符合条件,故不选D。 6.如图所示是实验室制取乙烯的发生装置和验证乙烯性质的实验装置,反应原理为CH3CH2OH

+H2O。

回答下列问题:

(1)图1中仪器①、②的名称分别为、。 (2)收集乙烯气体最好的方法是。

(3)向溴的CCl4溶液中通入乙烯(如图2),溶液的颜色很快褪去,该反应属于 (填反应类型),发生反应的化学方程式为。答案(1)温度计圆底烧瓶 (2)排水集气法

(3)加成反应

+Br2

CH2BrCH2Br

解析(1)由题给反应原理及装置图可知,反应物为液体混合物,且需控制反应温度为170 ℃,故用圆底烧瓶作反应容器,用温度计测量反应混合液的温度。(2)因为乙烯的相对分子质量为28,与空气的平均相对分子质量(29)接近,故用排空气法难以收集到较纯净的乙烯;而乙烯难溶于水且不与水反应,故可用排水法收集。(3)乙烯能使溴的CCl4溶液褪色是因为乙烯与Br2发生了加成反应,生成了无色的1,2-二溴乙烷。

拓展训练

为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先取一定量的工业用乙烯气体(在储气瓶中),使气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性的气体杂质,由此他提出必须先除去杂质,然后再使乙烯与溴水反应。

请你回答下列问题:

(1)甲同学的实验中有关反应的化学方程式为。 (2)甲同学设计的实验 (填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生加成反应,其理由是。

①使溴水褪色的反应,未必是加成反应 ②使溴水褪色的反应,就是加成反应 ③使溴水褪色的物质,未必是乙烯 ④使溴水褪色的物质,就是乙烯

(3)乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体是 ,它与溴水反应的化学方程式是。在验证过程中必须全部除去杂质气体,除去该杂质的试剂可选用。

答案(1)CH2CH2+Br2

(2)不能 ①③

CH2BrCH2Br

(3)H2S H2S+Br22HBr+S↓ CuSO4溶液(或NaOH溶液等)

解析由“乙烯中还可能含有少量还原性的气体杂质”“褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质”可以推断还原气体为H2S。

第2课时烃有机高分子材料

基础训练

1.材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。下列物品所用材料的主要成分是有机高分子材料的是( )

A.曾侯乙编钟(青铜器)

B.景德镇瓷器

C.钢化玻璃

D.航天服(涤纶)

答案D 解析青铜器是合金,景德镇瓷器是陶瓷,钢化玻璃的主要成分是无机硅酸盐材料,涤纶是有机高分子材料。

2.下列说法中正确的是( )

A.塑料在自然环境下不易分解,会造成“白色污染” B.聚乙烯塑料老化是由于发生了加成反应 C.天然纤维是不能被再加工的

D.塑料、橡胶和纤维制品所含的元素种类完全相同答案A 解析塑料在自然环境下不易分解,易造成“白色污染”,A正确;聚乙烯中不含碳碳双键,其发生老化并不是由于发生加成反应,而是由于长链断裂的原因,B错误;天然纤维可以被再加工,塑料、橡胶和纤维制品所含元素种类不一定相同,C、D错误。

3.橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子材料,具有良好的弹性,但强度较差。为了增强某些橡胶的强度,加工时往往需要对其进行硫化处理,即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应。橡胶制品的硫化程度越高,其强度越大,弹性越差。下列橡胶制品中,加工时硫化程度最高的是( ) A.橡皮筋 C.普通气球

B.汽车外胎 D.医用乳胶手套

答案B 解析橡胶本身的弹性良好,但强度较差,而橡胶制品的硫化程度越高,强度越大,但弹性越差,这些都是题目中给出的重要信息;再从生活经验可知,橡皮筋、普通气球、乳胶手套都需要有较大的弹性,汽车外胎需要很高的强度,所以硫化强度最高的应是汽车外胎。 4.聚异丁烯是生产汽油清洁剂的中间产物,下列对聚异丁烯的描述错误的是( )

A.聚异丁烯可以通过加聚反应制得,结构简式为B.聚异丁烯的分子式为(C4H8)n

C.聚异丁烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量相等 D.聚异丁烯能使溴的四氯化碳溶液褪色答案D

解析聚异丁烯中不含碳碳双键,不能使溴的四氯化碳溶液褪色。 5.某烃的结构简式为

A.所有原子可能在同一平面上 B.所有原子可能在同一直线上 C.所有碳原子可能在同一平面上 D.所有氢原子可能在同一平面上答案C 解析苯环和碳碳双键都是平面结构,由于末端甲基是立体结构,所以不可能所有原子都在同一平面上。

6.以下有关物质结构的描述正确的是( ) A.甲苯分子中的所有原子可能共平面 B.苯乙烯分子中的所有原子不可能共平面 C.二氯甲烷分子为正四面体结构 D.乙烷分子中的所有原子不可能共面答案D 解析甲苯分子中的所有原子不可能共面,因为甲苯可以看成是甲烷分子中的一个氢原子被苯基取代,A项错误;苯乙烯分子中所有原子可以共平面,B项错误;二氯甲烷分子为四面体结构,但不是正四面体,C项错误;乙烷分子中的所有原子不可能共面,D项正确。 7.依据不同类别的分类标准可将一种物质归属多个类别。现有下列物质(填序号): ①CH3—CH3 ②CH2CH2 ③

,有关其结构的说法正确的是( )

④⑦

⑤ ⑧

⑥

⑨CH3—CHCH2 ⑩CH3—CH2—OH

其中:

(1)属于烃的是 ; (2)属于烷烃的是 ; (3)属于烯烃的是 ; (4)属于卤代烃的是 ; (5)属于芳香烃的是。

答案(1)①②③⑤⑦⑧⑨ (2)①③⑧ (3)②⑨ (4)⑥ (5)⑦

解析首先依据烃的定义找出属于烃的是①②③⑤⑦⑧⑨⑩,再在烃中分类,属于烷烃的是①③⑧,属于烯烃的是②⑨,属于芳香烃的是⑦;然后再找出属于卤代烃为⑥。

提升练习

1.按碳骨架形状进行分类,下列关于各有机物的分类正确的是( ) ①CH3CH2Cl ②

③(CH3)2CCH2

CH3Cl

④ ⑤

B.链状烃:只有①③ D.芳香烃:只有②④

A.链状烃:①③⑤ C.环状烃:②④⑤ 答案C 解析题中给出的物质除了①以外,其余都是烃,故A、B错;②属于芳香烃,④和⑤的结构中都含有碳环(均不是苯环),所以②④⑤属于环状烃,C对,D错。 2.下列说法中正确的是( )

A.通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维和合成橡胶 B.用木材等经过加工制成的黏胶纤维属于合成纤维 C.腈纶、维尼纶属于再生纤维

D.棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O 答案A 解析黏胶纤维属于再生纤维,B错误;腈纶、维尼纶属于合成纤维,C错误;棉、麻的主要成分是纤维素,完全燃烧只生成CO2和H2O,羊毛的主要成分是蛋白质,其中含有氮元素,完全燃烧不只生成CO2和H2O,合成纤维的成分一定含有C、H元素,还可能含有其他元素,如腈纶含N元素、氯纶含Cl元素等,它们完全燃烧时都不只生成CO2和H2O,D错误。

3.生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由聚苯乙烯制成,其结构简式为据所学知识,可以判断( )

A.聚苯乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色 B.聚苯乙烯是一种天然高分子

C.聚苯乙烯可由苯乙烯通过化合反应制得 D.聚苯乙烯单体的分子式为C8H8 答案D 解析A项,聚苯乙烯中不含

。根

或—C≡C—,不能使溴的四氯化碳溶液褪色;B项,聚苯乙

烯是一种合成高分子材料;C项,聚苯乙烯由苯乙烯加聚而得;D项,聚苯乙烯单体为

,分子式为C8H8。

4.保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装,它对人体有潜在危害。下列有关叙述错误的是( ) A.废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染 B.PVC的单体可由PE的单体与氯化氢加成制得

C.将PVC薄膜放入试管中加强热,产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红 D.等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗氧气的量相等答案B 解析废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染,A说法正确;PVC单体(氯乙烯)不能由PE的单体(乙烯)与氯化氢加成制得,两者反应生成氯乙烷,B说法错误;PVC薄膜放入试管中加强热,产生HCl气体,可使湿润的蓝色石蕊试纸变红,C说法正确;等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗氧气的量相等,D说法正确。 5.现有两种烯烃CH2CH—CH3和其产物中可能有( )

,它们的混合物在一定条件下发生加聚反应,

① ②

③ ④

⑤

⑥A.全部 C.只有①②③④ 答案B

B.只有①②③⑤ D.只有③⑤⑥

解析两种不同的烯烃混合发生加聚反应时有如下几种情况:(1)自身发生加聚反应,产物有

和两种,①②符合;(2)不同烯烃之间发生共聚,可生成

和等,③⑤符合。

6.(双选)关于

A.该有机物分子式为C13H14 B.该有机物属于苯的同系物

的下列结论正确的是( )

C.该有机物分子至少有4个碳原子共直线 D.该有机物分子最多有13个碳原子共平面答案AD 解析该有机物分子式为C13H14,A项正确;该有机物结构中含有碳碳双键和碳碳三键,不是苯的同系物,B项错误;该有机物分子至少有3个碳原子共直线,C项错误;所有的碳原子均有可能共面,即最多有13个碳原子共平面,D项正确。

7.某烃A是一种植物生长调节剂,A可发生如下图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。根据图回答下列问题:

写出②、③、④、⑤四步反应的化学方程式,并注明反应类型:

② ,反应类型 ; ③ ,反应类型 ; ④ ,反应类型 ; ⑤ ,反应类型。答案②CH2CH2+HCl

CH3CH2Cl 加成反应

③CH2CH2+H2O加成反应

④nCH2CH2⑤CH3CH3+Cl2

CH3CH2OH

CH2—CH2 加聚反应 CH3CH2Cl+HCl 取代反应

解析由题意知,A为CH2CH2,则B为CH3CH3、C为CH3CH2Cl、D为CH3CH2OH、E为CH2—CH2。

拓展训练

如图是以乙炔(结构简式为CH≡CH)为主要原料合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶的转化关系图。

(1)写出A、B、C、D四种物质的结构简式: A. , B. , C. , D. 。 (2)写出有关反应的化学方程式:

② ; ③ ; ⑤ ; ⑦ 。答案(1)CH2CHCl CH2CHCN CH2CH—C≡CH

(2)nCH2CHClCH≡CH+HCN2CH≡CH

CH2CHCN CH2CH—C≡CH

解析由得单体A为CH2CHCl;则反应①为CH≡CH与HCl的加成反应;由

得单体B为CH2CHCN,则反应③为CH≡CH与HCN的加成反应;由

得单体D为

,则C为CH2CH—C≡CH。

第三节乙醇与乙酸

第1课时乙醇

基础训练

1.下列物质不能氧化乙醇的是( ) A.氧气答案D 解析乙醇可在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,也可与O2发生催化氧化生成乙醛;乙醇可被强氧化剂酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液氧化成乙酸,但不能被稀硫酸氧化。 2.比较乙烷和乙醇的分子结构,下列说法错误的是( ) A.两个碳原子以单键相连 B.分子里都含6个相同的氢原子 C.乙基与一个氢原子相连就是乙烷分子 D.乙基与一个羟基相连就是乙醇分子答案B 解析乙烷和乙醇的结构简式分别为CH3CH3和CH3CH2OH,乙醇分子中有3种等效氢原子,所以B选项错误。

3.下列有关乙醇的物理性质的应用的说法不正确的是( ) A.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去 B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分 C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒 D.从化学学科角度看,俗语“酒香不怕巷子深”中包含乙醇容易挥发的性质答案A B.酸性高锰酸钾溶液

D.稀硫酸

C.酸性重铬酸钾溶液

解析乙醇与水能以任意比混溶,无法用分液法将乙醇中的水除去。 4.已知分子中含有羟基的物质都能与钠反应产生氢气。

乙醇、乙二醇(A.6∶3∶2 C.3∶2∶1 答案A )、丙三醇(B.1∶2∶3 D.4∶3∶2

)分别与足量金属钠作用,产生等量的氢气。

则这三种醇的物质的量之比为( )

解析醇分子中羟基个数与被置换的氢原子个数之比为1∶1。三种醇与钠反应放出等量的氢气,则三种醇提供的羟基数相同,因此三种醇的物质的量之比为1∶ =6∶3∶2。 5.下列醇不能发生催化氧化的是( ) A.CH3OH

C.答案C D.

解析醇的催化氧化断裂的化学键是O—H键和连接羟基的碳原子上的C—H键。C项中连接羟基的碳原子上没有C—H键,故不能发生催化氧化。

6.将等质量的铜片在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,最终导致铜片质量增加的是( ) A.硝酸 C.Ca(OH)2溶液答案C 解析铜片在酒精灯上加热,发生化学反应:2Cu+O2酸后,发生反应的化学方程式分别为CuO+2HNO3

2CuO,使质量增加。当遇到硝酸和稀盐Cu(NO3)2+H2O、CuO+2HCl

B.稀盐酸 D.乙醇

CuCl2+H2O,反而使铜片质量减少;当遇到乙醇时发生化学反应:CuO+CH3CH2OH

CH3CHO+H2O+Cu,CuO被还原为Cu,反应前后铜片质量不变;当遇到Ca(OH)2溶液时,CuO不与它反应,故加热后的铜片比原铜片质量增加。故正确答案为C。 7.如图是A分子的球棍模型和B分子的空间充填模型,回答下列问题:

(1)A和B的关系是。

(2)写出A分子在催化剂存在条件下加热和氧气反应的化学方程式: 。 (3)写出B分子和金属钠反应的化学方程式: 。

(4)B在加热条件下能够与HBr发生反应生成溴乙烷,该反应类型是。答案(1)同系物

(2)2CH3OH+O2(3)2CH3CH2OH+2Na(4)取代反应

解析根据成键原则,可以判断A和B的结构简式分别是CH3OH(甲醇)和CH3CH2OH,它们结构相似,互称为同系物;它们都含—OH,甲醇和乙醇性质相似,能被氧化成相应的醛,能够与金属钠反应;根据B在加热条件下能与HBr发生反应生成溴乙烷的特点可知,该反应为取代反应。

提升练习

1.下列说法正确的是( )

①检测乙醇中是否含有水可加入少量的无水硫酸铜,若变蓝则含水 ②除去乙醇中的微量水可加入金属钠,使其完全反应 ③获得无水乙醇的方法是直接加热蒸馏

④获得无水乙醇的方法通常先用生石灰吸水,然后再加热蒸馏 A.①③ C.①④ 答案C 解析用无水CuSO4可检验是否有水存在,因为无水CuSO4遇水变蓝,故①正确;乙醇和水均与金属钠反应生成气体,故②错误;含水的酒精直接加热蒸馏,水也会挥发,导致酒精不纯,③错误、④正确。

2.在100 ℃、常压下,将乙醇汽化为蒸气,然后与乙烯以任意比例混合,混合气体的体积为V L。使该混合气体完全燃烧,需消耗相同条件下的氧气的体积是( ) A.2V L C.3V L 答案C 解析乙烯的分子式为C2H4,乙醇的分子式为C2H6O,将其变形为C2H4·H2O;又因C2H4+3O22CO2+2H2O、C2H6O+3O2

2CO2+3H2O,即无论V L乙烯和乙醇的混合气体中二者比例如

B.2.5V L D.无法计算 B.②④ D.③④

2HCHO+2H2O 2CH3CH2ONa+H2↑

何,耗氧量均不变,即消耗相同条件下氧气的体积为混合气体体积的3倍。

3.按照下图装置持续通入X气体,可以看到a处有红色物质生成,b处变蓝,c处得到液体,则X气体可能是(假设每个反应均完全)( )

A.CH3CH2OH C.NH3 答案A 解析选项中气体均可还原CuO,但本题的关键点是所得产物冷凝后得到液体,该液体不可能是水(干燥管中盛有足量CuSO4),但可以是乙醛,故X气体可能为乙醇。 4.香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如图。

B.CO或H2 D.H2

下列有关香叶醇的叙述正确的是( ) A.香叶醇的分子式为C10H18O B.不能使溴的四氯化碳溶液褪色 C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.能发生加成反应,不能发生取代反应答案A 解析A项,依据碳原子结构分析可知,碳原子在有机化合物中形成四个共价键。在键线式中剩余价键被氢原子饱和,由香叶醇的结构简式可得分子式为C10H18O。B项,分子结构中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,从而使溴的CCl4溶液褪色。C项,分子结构中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使紫红色褪去。D项,分子结构中含有碳碳双键可发生加成反应,含有醇羟基可发生取代反应。

5.分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不含立体异构)( ) A.3种 C.5种答案B 解析分子式为C4H10O且能与金属Na发生反应放出氢气,则有机物是醇。该醇可看作由羟基(—OH)连在丁基上形成的,丁基有4种,醇也有4种,B正确。

6.乙醇是生活中常见的有机物,能进行如图所示的多种反应,A、B、C、D都是含碳化合物,其中B是烃。

B.4种 D.6种

回答下列问题:

(1)B的电子式: 。

(2)写出下列反应的化学方程式及部分反应类型(有机物用结构简式表示)。反应①: ; 反应②: , 反应类型: ; 反应④: , 反应类型: 。

答案(1) H

(2)2C2H5OH+2NaCH2CH2+H2O

2C2H5ONa+H2↑

CH3CH2OH 加成反应 2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O 氧化反应

解析(2)乙醇与钠发生反应生成乙醇钠和氢气。乙烯与水发生加成反应生成乙醇。乙醇与氧气在铜作催化剂和加热条件下发生氧化反应生成乙醛。

7.有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,其实验装置如图所示(夹持装置省略)。

实验操作:预先使棉花团浸透乙醇并照图安装好仪器;在铜丝的中间部分加热,片刻后开始有节奏(间歇性)地鼓入空气,即可观察到明显的实验现象。请回答以下问题。 (1)被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为。

(2)A管中可观察到现象,从中可认识到在该实验过程中催化剂起催化作用时参加了化学反应,还可认识到催化剂起催化作用时往往需要一定的。

(3)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应 (填“能”或“不能”)继续进行。原受热的铜丝处的现象是 ,原因是。答案(1)2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O

(2)受热部分的铜丝随间歇性地鼓入空气而交替出现变黑、变亮红色温度 (3)能交替出现变黑、变亮红色该反应是放热反应

拓展训练

乙醇是一种重要的有机化工原料,它可以用玉米、薯类等为原料经发酵、蒸馏制成。乙醇和汽油经加工处理形成车用燃料即乙醇汽油。结合有关知识,回答下列问题:

(1)在试管里加入2 mL乙醇。把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰中加热,使铜丝表面生成一薄层黑色的氧化铜,立即把它插入盛有乙醇的试管里(如图),取出铜丝,可以观察到铜丝表面。写出灼热的铜丝插入乙醇中发生反应的化学方程式: 。

(2)乙醇汽油作为一种新型车用燃料,符合我国的能源战略,推广使用乙醇汽油的好处是 (写出一条即可)。

(3)对于驾驶员酒后驾车,可对其呼出的气体进行检验,所利用的化学反应如下: K2Cr2O7(橙色)+3C2H5OH+4H2SO4

Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3CHO+7H2O+K2SO4

被检测的气体成分是 ,上述反应中的氧化剂是 ,还原剂是。答案(1)变红 2CH3CH2OH+O2

(2)减少污染(合理即可) (3)乙醇 K2Cr2O7 C2H5OH

解析(1)乙醇能将氧化铜还原为单质Cu,故铜丝表面黑色部分变红;CH3CH2OH在Cu作催化剂并加热的条件下被O2氧化为乙醛(CH3CHO)。(3)乙醇具有还原性,K2Cr2O7具有氧化性,二者可发生氧化还原反应。

2CH3CHO+2H2O

第2课时乙酸官能团与有机化合物的分类

基础训练

1.下列关于官能团的判断中说法错误的是( )

A.醇的官能团是羟基(—OH) B.羧酸的官能团是羟基(—OH) C.酯的官能团是酯基(D.烯烃的官能团是碳碳双键(答案B 解析羧酸的官能团为—COOH。

2.下列有关乙酸性质的叙述错误的是( )

A.乙酸是有强烈刺激性气味的无色液体,易溶于水和乙醇 B.乙酸的沸点比乙醇高

C.乙酸的酸性比碳酸强,它是一元酸,能与碳酸盐反应

D.在发生酯化反应时,乙酸分子羧基中的氢原子与醇分子中的羟基结合成水答案D 解析乙酸是有强烈刺激性气味的无色液体,易溶于水和乙醇,分子中含有一个羧基,属于一元酸,酸性强于碳酸,沸点高于乙醇,发生酯化反应时乙酸分子脱羟基。

3.1-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸丁酯,反应温度为115~125 ℃,反应装置如图。下列对该实验的描述错误的是( )

)

A.不能用水浴加热 B.长玻璃管起冷凝回流作用

C.提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤 D.加入过量乙酸可以提高1-丁醇的转化率答案C 解析水浴加热的温度不会超过100 ℃,故A正确;长玻璃管的作用是冷凝回流,B正确;酸和醇的酯化为可逆反应,增大一种反应物的用量可提高另一种反应物的转化率,D正确;氢氧化钠可以使乙酸丁酯水解,故不可用氢氧化钠溶液洗涤,可用饱和碳酸钠溶液,C错误。 4.若乙醇中的氧为 O,则它与乙酸反应生成的酯的相对分子质量为( ) A.88 答案B B.90

C.106

D.108

解析本题实质上是考查酯化反应的反应机理,即化学键的断裂及形成情况。乙酸与乙醇发生酯化反应时的反应机理为:

故 O存在于生成的乙酸乙酯中,即乙酸乙酯的相对分子质量为90。

5.如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图,下列关于该实验的叙述中,不正确的是( )

A.向a试管中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加冰醋酸 B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面的原因是防止实验过程中发生倒吸现象 C.实验时加热试管a的目的是及时将乙酸乙酯蒸出并加大反应速率 D.采用长玻璃导管有导气兼冷凝的作用答案A 解析A项中,浓硫酸和其他液体混合时,应将浓硫酸慢慢加到密度比它小的溶液中,应先向a中加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,最后再加入冰醋酸。B项中,加热过程中产生乙酸和乙醇蒸气,二者溶于Na2CO3溶液易造成倒吸。C项,加热一方面能加大反应速率,另一方面能及时将乙酸乙酯蒸出,有利于提高反应物的转化率。D项,长玻璃导管既能导出乙酸乙酯蒸气,又能冷凝回流挥发出的乙酸和乙醇。

6.实验室制取1 mL乙酸乙酯后,沿器壁加入0.5 mL紫色石蕊溶液,这时石蕊溶液将存在于饱和碳酸钠层与乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡试管),对可能出现的现象,叙述正确的是( ) A.石蕊层仍为紫色,有机层无色

B.石蕊层有两层,上层为紫色,下层为蓝色 C.石蕊层为三层环,由上而下是蓝、紫、红 D.石蕊层为三层环,由上而下是红、紫、蓝答案D 解析依据石蕊遇酸变红,遇碱变蓝判断:上层乙酸乙酯中溶有乙酸,能使与之接触的石蕊溶液显红色,中间为石蕊溶液本身的颜色,下层为饱和碳酸钠溶液,显碱性,能使石蕊溶液显蓝色。 7.分子式为C2H6O的有机化合物A具有如下性质: ①A+Na

慢慢产生气泡;

有香味的物质。

②A+CH3COOH

(1)根据上述信息,对该化合物可作出的判断是 (填序号)。

A.一定含有—OH B.一定含有—COOH C.有机化合物A为乙醇 D.有机化合物A为乙酸

(2)含A的体积分数为75%的水溶液可以作。 (3)A与金属钠反应的化学方程式为。

(4)化合物A和CH3COOH反应生成有香味的物质的结构简式为。答案(1)AC (2)消毒剂

(3)2CH3CH2OH+2Na(4)CH3COOCH2CH3

解析(1)根据A的分子式及A的化学性质推知A为乙醇。

(2)体积分数为75%的乙醇溶液在医疗上可作消毒剂。 (4)乙醇和CH3COOH能发生酯化反应生成乙酸乙酯。

提升练习

1.下列表示的是有机化合物结构式中的一部分,其中不是官能团的是( ) A.—OH C.答案D 解析官能团是决定有机物特殊性质的原子或原子团,碳碳双键、碳碳三键、羧基、羟基、醛基等原子团都是官能团,但碳碳单键不是官能团。

2.具有一个羟基的化合物A 10 g,与乙酸反应生成乙酸某酯11.85 g,并回收了未反应的A 1.3 g,则A的相对分子质量约为( ) A.98 答案B 解析设化合物A为R—OH,相对分子质量为M,则发生酯化反应的化学方程式为

CH3COOH+HO—R

CH3COOR+H2O

M+60-18

B.116

C.158

D.278

B.—C≡C— D.

2CH3CH2ONa+H2↑

(10-1.3) g 11.85 g

解得M=116。

3.在同温、同压下,某有机物和过量Na反应得到V1 L氢气,取另一份等量的有机物和足量的NaHCO3反应得V2 L二氧化碳,若V1=V2≠0,则此有机物可能是( ) A.

B.HOOC—COOH

C.HOCH2CH2OH 答案A D.CH3COOH

解析Na既能与羟基反应,又能与羧基反应。NaHCO3只与羧基反应,不与羟基反应。因此,能使生成的CO2与H2的量相等的只有A项。

4.如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图:

在上述实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是( ) A.①蒸馏、②过滤、③分液 B.①分液、②蒸馏、③蒸馏 C.①蒸馏、②分液、③分液 D.①分液、②蒸馏、③结晶、过滤答案B 解析乙酸乙酯、乙酸、乙醇在饱和碳酸钠溶液中分层,乙酸与碳酸钠反应生成乙酸钠,乙醇溶解在水中,乙酸乙酯因难溶而分层,故通过操作①分液可得到乙酸乙酯;A为乙酸钠和乙醇的混合物,通过操作②蒸馏可得到乙醇;B为乙酸钠溶液,加稀硫酸酸化后蒸馏可得到乙酸。 5.某有机物的结构简式如图所示,这种有机物可能具有的性质是( )

①能与氢气发生加成反应 ②能使酸性KMnO4溶液褪色 ③能与NaOH溶液反应 ④能与乙醇反应

⑤能发生取代反应 ⑥能发生置换反应 A.只有①②③⑤ C.除④外答案B 解析该有机物分子中含有碳碳双键、苯环,一定条件下能与氢气发生加成反应;分子中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色;分子中含有羧基,能与NaOH溶液反应,也能与乙醇发生酯化反应,酯化反应也是取代反应;分子中含有羟基、羧基,能与Na发生置换反应。 6.某有机物X(C4H6O5)广泛存在于许多水果内。该化合物具有如下性质: ①在有浓硫酸存在和加热条件下,X与醇或羧酸均反应生成有香味的产物; ②1 mol X与足量的NaHCO3溶液反应,可生成44.8 L(标准状况下)CO2。根据上述信息,对X的结构判断正确的是( ) A.含有碳碳双键

B.①②③④⑤⑥ D.除⑥外

B.含有两个羧基和一个羟基 C.含有一个羧基和两个羟基 D.含有三个羟基和一个—COOR 答案B 解析由①可知该有机物结构中必存在—OH和—COOH,由②可知该有机物结构中必存在两个—COOH,再结合X的分子式为C4H6O5可知,其结构中只能含有两个—COOH和一个—OH。 7.已知有机物A、B、C、D在一定条件下有如图所示的转化关系:

请回答下列有关问题:

(1)写出B的分子式: 。 (2)③的反应类型为。

(3)两分子D在浓硫酸存在的条件下加热可以发生自身的酯化反应生成E或F,且E的相对分子质量比F的小,则E和F的结构简式分别

为、。 (4)下列关于有机物A的说法正确的有 (填序号)。 a.含有氢氧根离子,具有碱性 b.能发生加聚反应 c.能使溴水褪色

d.在一定条件下能与冰醋酸反应答案(1)C7H14O2 (2)氧化反应

(3) (4)bcd

解析(2)反应③为醛基变成羧基的反应,为氧化反应。(3)D分子中含有羟基和羧基,两分子D可以通过一个羟基和一个羧基的酯化反应生成F,也可以通过两个羟基和两个羧基同时发生的酯化反应生成E。(4)A分子中含有羟基,能与冰醋酸发生酯化反应,不含氢氧根离子,不具有碱性,a项错误,d项正确;含有碳碳双键,能发生加聚反应,能与溴水中的Br2发生加成反应而使之褪色,b、c两项正确。

8.已知A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平,B、D是饮食中两种常见的有机物,F是一种有香味的物质,F中碳原子数是D的两倍。现以A为主要原料合成F和有机高分子E,其合成路线如图所示。

(1)A的结构式为 ,B中决定其性质的重要官能团的名称为。 (2)写出反应的化学方程式并判断反应类型。

① ,反应类型: 。 ② ,反应类型: 。 (3)实验室怎样鉴别B和

D? 。 (4)在实验室里我们可以用如图所示的装置来制取F,乙中所盛的试剂为 ,该溶液的主要作用

是 ;该装置图中有一个明显的错误是。

答案(1) 羟基

2CH3CHO+2H2O 氧化反应

(2)①2CH3CH2OH+O2

②CH3COOH+CH3CH2OH

CH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应(或取代反应)

(3)取某一待测液于试管中,滴加少量石蕊溶液,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,余下一种为乙醇(或其他合理方法)

(4)饱和碳酸钠溶液与挥发出来的乙酸反应;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层乙试管中导气管的管口伸入到了液面以下

解析衡量一个国家石油化工发展水平的物质是乙烯,根据框图,B为乙醇,C为乙醛,E为聚乙烯,F为某酸乙酯。因为F中碳原子数为D的两倍,所以D为乙酸。

(3)鉴别乙醇和乙酸时可利用乙酸具有弱酸性,能使石蕊溶液变红的性质。

(4)乙中所盛的试剂为饱和碳酸钠溶液,主要作用有三个:①能够与挥发出来的乙酸反应,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味;②同时溶解挥发出来的乙醇;③降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层。

为防止倒吸,乙中导气管的管口应在液面以上。

拓展训练

“酒是陈的香”就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室和工业上常采用如下装置来制取乙酸乙酯。

(1)写出制取乙酸乙酯的化学方程式: 。

(2)装置中的导管要置于饱和碳酸钠溶液液面以上,而不能插入液面以下,目的是防止事故的发生。

(3)实验制取的乙酸乙酯,可用方法分离乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液,请用文字说明使用这种方法的理由: 。

(4)实验时,试管B内观察到的现象是界面处产生浅红色,下层为蓝色,振荡后产生气泡,界面处浅红色消失,原因是 (用化学方程式表示)。 (5)事实证明,此反应以浓硫酸为催化剂,也存在缺陷,其原因可能是。 a.浓硫酸易挥发,以至不能重复使用 b.会使部分原料炭化 c.浓硫酸有吸水性 d.会造成环境污染

答案(1)CH3COOH+CH3CH2OH

(2)倒吸

(3)分液乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,液体分层 (4)2CH3COOH+Na2CO3(5)bd

解析(2)因为挥发出的乙醇和乙酸都易溶于水,所以长导管要在液面以上,防止倒吸。

(3)因为乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,液体分层,所以可以用分液的方法进行分离。 (4)因为挥发出的乙酸能与碳酸钠溶液反应,产生二氧化碳,并且乙酸显酸性,能使界面处的溶液显浅红色。

(5)浓硫酸具有脱水性,能使部分有机物脱水炭化,且与生成的碳反应,生成污染环境的二氧化硫。

2CH3COONa+CO2↑+H2O

CH3COOC2H5+H2O

第四节基本营养物质

第1课时糖类

基础训练

1.下列说法中正确的是( )

A.凡符合Cn(H2O)m通式的化合物一定属于糖类,不符合此通式的不属于糖类 B.凡能溶于水且具有甜味的化合物都属于糖类 C.葡萄糖是一种单糖的主要原因是它是一种多羟基醛 D.葡萄糖分子中含有醛基,它具有还原性答案D 解析有些符合通式Cn(H2O)m的物质不属于糖类,如乙酸CH3COOH、甲酸甲酯HCOOCH3,有些不符合通式Cn(H2O)m的物质属于糖类,如鼠李糖C6H12O5;糖类不一定具有甜味,如淀粉,有甜味的物质也不一定是糖类,如糖精;葡萄糖是单糖的主要原因是它不能水解成更简单的糖;葡萄糖分子中含有醛基,它应具有还原性,故选D。 2.对于淀粉和纤维素的说法正确的是( ) A.两者都能水解,但水解的产物不同

B.两者含有C、H、O元素的质量分数相同,且互为同分异构体 C.它们都属于糖类,且都是有机高分子 D.都可用(C6H10O5)n表示,都易溶于水答案C 解析淀粉和纤维素属于多糖,能水解,最终都生成葡萄糖,A项错误;淀粉和纤维素均可表示为(C6H10O5)n,但分子式中的n值不同,二者不是同分异构体,B项错误;淀粉能部分溶于热水,纤维素不溶于水,D项错误。

3.用来证明纤维素和淀粉都是多糖的实验方法是( ) A.放入氧气中燃烧,检验燃烧产物都是CO2和H2O B.放入银氨溶液中微热,都不发生银镜反应 C.加入浓硫酸后微热,都脱水而变黑

D.分别放入稀硫酸中煮沸几分钟,用NaOH溶液中和反应后的溶液,再加入新制的Cu(OH)2共热,都生成砖红色沉淀答案D 解析淀粉和纤维素在H2SO4存在下水解生成葡萄糖,再加入新制的Cu(OH)2共热时生成砖红色Cu2O沉淀。

4.中华民族是一个好客的民族,不论到哪儿都会受到当地人民的热情招待,甚至他们会拿出家里自制的又香又甜的米酒来招待你。米酒中甜味来源的途径是( ) A.淀粉→蔗糖→葡萄糖 B.淀粉→麦芽糖→葡萄糖 C.淀粉→麦芽糖→果糖 D.淀粉→蔗糖→果糖答案B 解析甜味来自低聚糖和单糖。粮食中的淀粉在酶的作用下先水解生成麦芽糖,进而水解生成葡萄糖。

5.有A、B、C三种无色溶液,它们分别为葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一种,经实验可知:

①B能发生银镜反应;②A遇碘水变蓝色;③A、C均能发生水解反应,水解液均能发生银镜反应。

(1)试判断它们各是什么物质:

A是 ,B是 ,C是。 (2)分别写出A、C发生水解反应的化学方程式: A: 。 C: 。

答案(1)淀粉溶液葡萄糖溶液蔗糖溶液

(2) +nH2O

淀粉

葡萄糖

+H2O

蔗糖

葡萄糖

果糖

解析三种物质中,葡萄糖能发生银镜反应,淀粉遇I2变蓝色,蔗糖能发生水解反应,且水解产物能发生银镜反应,因此A为淀粉溶液,B为葡萄糖溶液,C为蔗糖溶液。

提升练习

1.核糖和脱氧核糖是人类生命活动中不可缺少的物质,它们的结构简式分别是CH2OH(CHOH)3CHO和

CH2OH(CHOH)2CH2CHO,在一定条件下,它们都能发生的反应是( ) ①氧化反应 ②还原反应 ③酯化反应 ④水解反应 ⑤加成反应 ⑥中和反应 A.①②③⑤ C.③④⑤ 答案A 解析因为核糖和脱氧核糖分子中都有醛基,故能发生氧化反应、还原反应和加成反应;又因为它们都含有醇羟基,故能发生酯化反应;核糖和脱氧核糖均属于单糖,故不能发生水解反应;二者分子中没有羧基,故不能发生中和反应。

2.下列实验失败的原因是缺少必要实验步骤的是( ) ①将乙醇和乙酸混合,再加入稀硫酸共热制乙酸乙酯

②将在酒精灯火焰上灼烧至表面变黑的铜丝冷却后插入乙醇中,铜丝未变红色 ③要除去甲烷中混有的乙烯得到干燥纯净的甲烷,将甲烷和乙烯的混合气体通入溴水 ④做葡萄糖的还原性实验时,向葡萄糖溶液中加入新制的氢氧化铜后,未出现砖红色沉淀 A.只有①④ C.只有③④ 答案C B.只有①③④ D.只有④ B.①③④ D.④⑤⑥

解析①中制备乙酸乙酯应加浓硫酸。②中铜丝表面黑色物质为氧化铜,常温下不与乙醇反应,铜丝表面仍是黑色。③中除去甲烷中混有的乙烯得到干燥纯净的甲烷,要依次通过溴水、烧碱溶液、浓硫酸。混合气体通入溴水,只有乙烯可与溴水中的溴发生加成反应,甲烷不会与溴水发生取代反应,因此可以用来除乙烯。但值得注意的是,溴水有易挥发的特性,会使除杂后的气体中带有溴蒸气,所以应用碱液除溴,浓硫酸是用来干燥气体的。④缺少加热步骤。 3.(1)在蔗糖中加入浓硫酸,用玻璃棒搅拌,产生的现象是 ,原因是。浓硫酸的作用是。 (2)在蔗糖溶液中加入稀硫酸并加热,反应的化学方程式

为 ,稀硫酸的作用是。

(3)向(2)溶液中加入新制的Cu(OH)2,加热未见砖红色沉淀,其原因是。答案(1)蔗糖蓬松变黑,有刺激性气体放出蔗糖在浓硫酸中脱水炭化,放出大量热,使蔗糖变黑蓬松,同时产生CO2和刺激性气味气体SO2 脱水剂

(2) +H2O

蔗糖

催化剂

葡萄糖

果糖

(3)水解后溶液中H2SO4未被中和,H2SO4与Cu(OH)2反应

解析蔗糖在浓硫酸中脱水炭化,放出大量的热,使蔗糖变黑蓬松,俗称黑面包实验,同时产生CO2和SO2;蔗糖在稀硫酸中水解生成葡萄糖和果糖;用新制的Cu(OH)2检验生成的葡萄糖,需先用氢氧化钠中和掉硫酸,使溶液呈碱性。 4.根据下列变化关系,请回答下列问题:

(1)写出A物质的名称。加B溶液的作用为。 (2)写出下列反应的化学方程式: ③ 。 ④ 。 ⑥ 。

(3)反应⑤的反应类型是。答案(1)葡萄糖中和稀硫酸

(2)C6H12O6

2C2H5OH+2CO2↑

2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O

CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O

(3)氧化反应

解析淀粉在稀硫酸的催化作用下水解生成葡萄糖,葡萄糖和新制的氢氧化铜生成Cu2O砖红色沉淀的反应必须在碱性环境中进行,所以检验葡萄糖时必须先在水解液中加NaOH溶液(B)中和稀硫酸。葡萄糖(A)在酒化酶的作用下发酵生成酒精(D),酒精和氧气发生催化氧化生成乙醛,乙醛和氧气发生催化氧化生成乙酸,乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯(E)。

拓展训练

要检验淀粉的水解程度,提供了以下实验操作过程:①取少量淀粉加水制成溶液 ②加热 ③加入碱液,中和并使溶液呈碱性 ④加入银氨溶液 ⑤加入几滴稀硫酸 ⑥加入几滴碘水甲、乙、丙三个同学分别做了以下三个实验,指出他们的实验目的或现象: (1)甲:①→⑤→②→③→④→②,现象:无银镜产生。

甲同学的实验目的是。 (2)

乙同学的实验目的是。 (3)丙:①→⑤→②→⑥,现象: 。丙同学的实验目的是证明淀粉已完全水解。答案(1)证明淀粉还没开始水解

(2)证明淀粉已发生水解,但还有剩余 (3)溶液不变蓝解析(1)不存在能发生银镜反应的葡萄糖证明淀粉还没开始水解。

(2)有银镜产生,证明淀粉已经水解;溶液变蓝,证明淀粉还有剩余。 (3)淀粉已完全水解,加入碘水时溶液不变蓝。

第2课时蛋白质油脂

基础训练

1.下列说法正确的是( ) A.植物油属于酯,脂肪也属于酯

B.酯是纯净物,油脂是混合物,油脂不属于酯

C.所有的脂都属于酯,因而化学上“脂”与“酯”经常混用 D.脂肪是高级脂肪酸的甘油酯,而油不是答案A 解析植物油和动物脂肪都是高级脂肪酸的甘油酯,因而A对,D错;油脂属于酯,酯可以是混合物,也可以是纯净物,B错;脂不一定是酯,如树脂不是酯,酯也不一定是脂,如乙酸乙酯不是脂,C错。

2.下列叙述不正确的是( ) A.蛋白质属于天然有机高分子

B.所有蛋白质遇浓硝酸都变黄,称为显色反应

C.人工最早合成的具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素是中国科学家在1965年合成的 D.可以用灼烧法来鉴别蛋白质和纤维素答案B 解析不是所有蛋白质与浓硝酸都会发生显色反应,只有含苯环的蛋白质才能遇浓硝酸显黄色,不含苯环的蛋白质没有这一性质,B错误。 3.棉花和羊毛都具有的特点是( ) A.遇浓硝酸都显黄色

B.灼烧后有类似烧焦羽毛的气味 C.燃烧产物只有二氧化碳和水 D.在一定条件下都能发生水解答案D 解析棉花的主要成分为纤维素,羊毛的主要成分为蛋白质。二者共同的性质是都能发生水解反应。“遇浓硝酸显黄色、灼烧后有类似烧焦羽毛的气味”是蛋白质的特性,蛋白质燃烧不仅生成二氧化碳和水,还有氮的化合物等。 4.下列说法正确的是( )

A.糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应

B.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的 C.糖类、油脂、蛋白质都是有机高分子 D.油脂有油和脂肪之分,但都属于酯答案D 解析糖类包括单糖、二糖和多糖,二糖和多糖能水解,单糖不水解,A项错误;糖类、油脂都是由C、H、O三种元素组成的,蛋白质中除含C、H、O三种元素外,还一定含有N元素,B项错误;糖类中的单糖和二糖及油脂都不是有机高分子,多糖及蛋白质都是有机高分子,C项错误。 5.下列有关糖类、油脂和蛋白质的说法正确的是( ) A.油脂水解的共同产物是乙二醇

B.从混合物中分离、提纯蛋白质可采用过滤的方法 C.淀粉、油脂和蛋白质都能在NaOH溶液中发生水解 D.糖类、油脂和蛋白质中一定含有碳、氢、氧三种元素答案D 解析油脂都是高级脂肪酸与甘油作用形成的酯,因此任何一种油脂水解的产物中都含有甘油(即丙三醇)而不是乙二醇,故A错误。从混合物中分离、提纯蛋白质可采用盐析的方法,故B

错误。淀粉在酸作用下可发生水解,在碱溶液中不能水解,故C错误。糖类、油脂和蛋白质中一定含有碳、氢、氧三种元素,在蛋白质中还一定含有N元素,可能含有S元素,D正确。 6.下列实验中,没有颜色变化的是( ) A.葡萄糖溶液与新制的Cu(OH)2混合加热 B.淀粉溶液中加入碘酒 C.鸡蛋清中加入浓硝酸

D.淀粉溶液中加入稀硫酸并加热答案D 解析淀粉在稀硫酸的催化作用下,最终水解成葡萄糖,但这一过程中没有颜色变化;A项有砖红色沉淀产生;B项,淀粉遇碘变蓝色;C项,鸡蛋清遇浓硝酸会变黄,这是蛋白质的显色反应。 7.糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。

(1)蛋白质、淀粉、脂肪三种营养物质中水解的最终产物能与新制的Cu(OH)2反应的是 ,制造肥皂的主要原料是。 (2)蛋白质水解的最终产物是。 (3)下列有关说法正确的是。 A.蛋白质中只含C、H、O三种元素 B.油脂在人体中发生水解的产物是氨基酸 C.糖类并不都有甜味

D.油脂在人体内水解的最终产物是氨基酸

(4)淀粉溶液和蛋白质溶液都是胶体,用一束光通过其溶液,都产生效应,若鉴别它们可选用的试剂是。答案(1)淀粉脂肪

(2)氨基酸

(3)C (4)丁达尔碘水

解析(1)淀粉水解的最终产物是葡萄糖,可与新制的Cu(OH)2反应;蛋白质的水解产物是氨基酸;脂肪是油脂,在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分。

(2)蛋白质的水解产物是氨基酸。

(4)胶体能产生丁达尔效应,淀粉遇碘变蓝色。

提升练习

1.(2018全国Ⅰ)下列说法错误的是( ) A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为二糖

B.绝大多数的酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质 C.植物油含不饱和脂肪酸酯,能使Br2/CCl4褪色 D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖答案A 解析果糖属于单糖,A项错误;绝大多数的酶是一种特殊的蛋白质,其催化作用具有专一性、高效性等特点,B项正确;植物油某些分子中含有碳碳双键,可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使之褪色,C项正确;淀粉和纤维素都属于多糖,水解的最终产物都是葡萄糖,D项正确。 2.下列说法正确的是( )

A.油脂、糖类和蛋白质都能发生水解反应 B.油脂皂化反应可用硫酸作催化剂

C.淀粉溶液中加入硫酸,加热4~5 min,再加入少量银氨溶液,加热,有光亮银镜生成 D.福尔马林能使蛋白质发生变性,可用于浸制动物标本答案D 解析单糖不能发生水解反应,A项错误;油脂在碱性条件下的水解反应为皂化反应,B项错误;淀粉水解后,在加入银氨溶液前需要先加入足量碱中和硫酸,再加入少量银氨溶液,加热,才能发生银镜反应,C项错误;福尔马林能使蛋白质发生变性,可用于浸制动物标本,D项正确。 3.下列说法不正确的是( ) A.油脂会造成人体肥胖,所以不能食用 B.脂肪酸在体内可以被氧化从而供给人体热量 C.摄入人体的脂肪大部分成为脂肪组织存在于人体内

D.必需氨基酸在体内有促进发育、维持健康和参与胆固醇代谢的生理功能答案A 解析油脂是人体重要的营养物质,应该适量食用。

4.下列营养物质在人体内发生的变化及其对人生命活动所起的作用叙述不正确的是( ) A.淀粉B.纤维素C.油脂D.蛋白质答案B 解析淀粉在人体中酶的作用下水解,最终生成葡萄糖,葡萄糖在细胞中被氧化生成CO2和H2O的同时释放能量,维持生命活动;人体中没有水解纤维素的酶,纤维素在人体中不能水解,纤维素的作用是加强肠胃蠕动,有通便功能;油脂在脂肪酶的作用下水解生成甘油和高级脂肪酸,然后分别氧化生成CO2和H2O的同时释放能量,维持生命活动;蛋白质在人体蛋白酶的作用下水解生成各种氨基酸,氨基酸被人体吸收后,重新合成人体需要的蛋白质。

5.现有四种试剂:①新制的氢氧化铜;②浓硝酸;③硝酸银溶液;④碘水。为了检验葡萄糖、淀粉、食盐、鸡蛋清四瓶无色溶液,分别选择合适的试剂,正确的顺序是( ) A.①②③④ C.①④②③

B.④①②③ D.①④③②

葡萄糖葡萄糖

CO2和H2O(释放能量,维持生命活动) CO2和H2O(释放能量,维持生命活动)

CO2和H2O(释放能量,维持生命活动)

甘油和高级脂肪酸氨基酸

人体所需的蛋白质(人体生长发育)

答案D 解析葡萄糖与新制的氢氧化铜共热生成砖红色沉淀;淀粉遇到碘显蓝色;食盐溶液中氯离子与AgNO3溶液中银离子反应生成白色沉淀;鸡蛋清溶液中含有蛋白质,遇到浓硝酸显黄色,故试剂顺序为①④③②。

6.能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是( ) A.点燃,能燃烧的是矿物油 B.测定沸点,有固定沸点的是矿物油 C.加入水中,浮在水面上的是地沟油

D.加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油答案D 解析地沟油和矿物油均可燃烧,A错误;地沟油和矿物油均为混合物,均没有固定的沸点,B错误;地沟油和矿物油密度均小于水,均不溶于水,C错误;地沟油主要成分为油脂,可在碱性条件下水解,因此地沟油与NaOH溶液共热后不再分层,矿物油为烃的混合物,不能与NaOH溶液反应,因此液体分层,D正确。 7.有一种有机物的结构简式为

请回答下列问题:

(1)该有机物是 (填字母,下同)。 A.烯烃 C.蛋白质 A.比水大 B.比水小 C.与水相同

(3)该有机物常温下的状态为。 A.液体 B.固体 C.气体 (4)能与该物质反应的有。 A.NaOH溶液 B.溴的四氯化碳溶液 C.乙醇 D.乙酸 E.H2

答案(1)B (2)B (3)A (4)ABE

解析(1)该物质含有碳碳双键、酯基,属于酯类。(2)酯类密度均小于水。(3)分子中含碳碳双键的油脂常温下一般呈液态。(4)该物质中含酯基,能在碱性条件下水解;含碳碳双键,能与Br2的CCl4溶液、H2发生加成反应。

B.酯

D.有机高分子

(2)该有机物的密度。

8.某氨基酸中含有C、N、H、O四种元素,已知除氢原子外,其他原子均达到最外层8电子的稳定结构。如图为该氨基酸分子的球棍模型:

(1)氨基酸是 (填“淀粉”“纤维素”“蛋白质”或“油脂”)完全水解的产物,该氨基酸的结构简式为。

(2)该氨基酸中含氧官能团的名称是。

(3)已知R—NO2为硝基化合物(R—表示烃基),碳原子数相同而结构相似的一元氨基酸与一元硝基化合物互为同分异构体,写出该氨基酸的所有硝基化合物类同分异构体的结构简式: 。

(4)一定条件下,该氨基酸能与乙醇发生反应,此反应类似于乙酸与乙醇的反应,写出此反应的化学方程

式: 。 (5)互为同系物的有机物具有相同的官能团,与该氨基酸互为同系物且分子中少一个碳原子的氨基酸的结构简式为。答案(1)蛋白质

(2)羧基

(3)CH3CH2CH2NO2、(4)

+CH3CH2OH+H2O

(5)H2N—CH2—COOH

解析(1)氨基酸是蛋白质完全水解的产物。根据球棍模型及C、H、O、N原子的成键特点可知,表示氢原子,简式。

(3)该氨基酸分子中含有3个碳原子,先写出碳链C—C—C,再考虑硝基的位置,据此可知共有两种同分异构体。

(4)根据乙酸与乙醇反应的化学方程式即可写出该氨基酸与乙醇反应的化学方程式。 (5)氨基酸分子中含有羧基和氨基,分子中比该氨基酸分子少一个碳原子的氨基酸只能是H2N—CH2—COOH。

拓展训练

表示碳原子,表示氮原子,表示氧原子,据此即可得出题给氨基酸的结构

有机化合物与人类生活密不可分,生活中的一些问题常涉及化学知识。 (1)有下列几种食品:

花生油中所含人体所需的主要营养物质为 (填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。吃饭时,咀嚼米饭一会儿后感觉有甜味,是因为淀粉发生了反应(选填下列选项的编号字母)。

A.分解 B.水解 C.裂解

(2)在日常生活中,下列做法错误的是。 A.用燃烧法鉴别毛织品和棉织品 B.用纯碱溶液洗涤锅盖上的油渍 C.用闻气味的方法鉴别白酒和米醋

D.用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐

(3)诗句“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“泪”指。答案(1)油脂 B (2)D (3)烃

解析(1)花生油属于油脂,鸡蛋里的主要营养物质是蛋白质,米饭里的主要营养物质是淀粉。

(2)毛织品属于蛋白质,灼烧后有类似烧焦羽毛的气味,A项正确;油渍的成分是油脂,在碱性条件下可水解,B项正确;用闻气味的方法可鉴别白酒和米醋,C项正确;食盐中加入的是KIO3,不是I2,故不能用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐,故D项错误。

第七章检测

(时间:90分钟分值:100分)

一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)

1.下列关于有机物的说法中,错误的是( ) A.油脂和蔗糖都属于高分子

B.乙酸乙酯在一定条件下可水解成乙醇和乙酸 C.蛋白质水解能得到氨基酸

D.淀粉、纤维素在一定条件下水解均可得到葡萄糖答案A 解析淀粉、纤维素、蛋白质和天然橡胶都属于天然高分子,塑料、合成纤维和合成橡胶属于合成高分子,油脂和蔗糖都属于小分子。

2.下列关于乙醇的说法不正确的是( ) A.可用纤维素的水解产物制取 B.可由乙烯通过加成反应制取 C.与乙醛互为同分异构体 D.通过取代反应可制取乙酸乙酯答案C 解析纤维素水解最终产物为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇和二氧化碳,A正确;乙烯与水发生加成反应生成乙醇,B正确;乙醇分子式为C2H6O,乙醛分子式为C2H4O,两者分子式不同,不互为同分异构体,C错误;乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,属于取代反应,D正确。

3.下列与有机物的结构、性质有关的叙述正确的是( ) A.油脂不能使酸性KMnO4溶液褪色

B.甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应 C.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,二者互为同分异构体 D.乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2,二者分子中官能团相同答案C 解析油脂中的不饱和高级脂肪酸的甘油酯含有双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,A项错误;甲烷和氯气的反应属于取代反应,而乙烯和Br2的反应属于加成反应,B项错误;葡萄糖和果糖的分子式相同,但结构不同,互为同分异构体,C项正确;乙醇、乙酸中的官能团分别为羟基、羧基,D项错误。

4.下列关于乙醇和乙酸的说法正确的是( ) A.两种物质均易溶于水

B.两种物质均能与NaOH溶液反应 C.乙醇不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.实验室用下图所示的装置制取乙酸乙酯

答案A 解析A项,乙醇和乙酸都易溶于水;B项,乙醇不能与氢氧化钠溶液反应;C项,乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色;D项,乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中发生水解,应选用饱和碳酸钠溶液,且酯化反应需在浓硫酸催化作用下进行。

5.(2019全国Ⅲ)下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是( ) A.甲苯 B.乙烷

C.丙炔 D.1,3-丁二烯答案D 解析本题考查了常见有机物的空间构型。甲苯、乙烷和丙炔(CH3C≡CH)中都含有甲基,甲基碳原子为饱和碳原子,其上连接的4个原子构成四面体结构,则甲苯、乙烷、丙炔分子中的所有原子不可能共平面;1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)分子相当于两个乙烯基通过碳碳单键相连接,由于单键可旋转,若两个乙烯基所在的平面重合时,1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)分子中的所有原子就可共平面。故D项正确。 6.下列说法正确的是( ) A.

的名称为1-甲基丙烷

互为同素异形体

B.CH3CH2CH2CH2CH3和

C.和为同一物质

具有相同的官能团,互为同系物

D.CH3CH2OH和答案C 解析的名称应为正丁烷,A项错误;同素异形体是指由同种元素组成的不同

单质,而同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物,故CH3CH2CH2CH2CH3和

互为同分异构体,B项错误;同系物的结构相似,且分子组成相差一个或若干

个CH2原子团,故CH3CH2OH和7.(2017全国Ⅱ)下列说法错误的是( ) A.糖类化合物也可称为碳水化合物 B.维生素D可促进人体对钙的吸收 C.蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质 D.硒是人体必需的微量元素,但不宜摄入过多答案C 解析绝大多数糖类化合物可以写成Cx(H2O)y,故糖类又称为碳水化合物,A正确;B项,维生素D可以调节人体钙、磷代谢,促进钙的吸收,B正确;蛋白质基本组成元素是碳、氢、氧、氮,有些蛋白质还含有硫、磷等元素,C错误;硒是人体必需的微量元素,具有防癌作用,但不是“多多益善”,D正确。

8.如图是常见四种有机物的空间充填模型示意图。下列说法不正确的是( )

不互为同系物,D项错误。

A.甲不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.乙可与溴水发生加成反应使溴水褪色

C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键 D.丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应答案D 解析由四种有机物的空间充填模型可知,甲为甲烷,乙为乙烯,丙为苯,丁为乙醇。甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙醇与乙酸的酯化(取代)反应常用浓硫酸作催化剂和吸水剂,不能用稀硫酸,故D项错误。

9.(2017全国Ⅱ)下列由实验得出的结论正确的是( )

实验 A 将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明 B 乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体 C 用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊D 试纸变红结论生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性乙酸的酸性小于碳酸的酸性生成的氯甲烷具有酸性

答案A 解析A项,乙烯通入溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,生成物溶于四氯化碳溶液呈无色,A项正确;B项,乙醇和水都可与金属钠反应,但乙醇分子中羟基氢原子的活性小于水分子中氢原子的活性,B项错误;C项,水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,乙酸能除去水垢,说明乙酸的酸性强于碳酸的酸性,C项错误;D项,甲烷与氯气在光照下发生取代反应,生成的氯化氢溶于水具有酸性,D项错误。 10.下列关于有机物的说法中,不正确的是( ) A.乙烯和甲烷都易发生取代反应 B.乙醇和乙酸都能发生取代反应

C.油脂在碱的催化作用下可发生水解,工业上利用该反应生产肥皂 D.用新制的Cu(OH)2可检验尿液中的葡萄糖答案A 解析乙烯易发生加成反应,不易发生取代反应,A错误。 11.等物质的量的下列有机物完全燃烧,消耗O2最多的是( ) A.C2H4 C.C6H6 答案C B.CH3CH2OH D.CH3COOH

解析烃完全燃烧的通式是CxHy+(x+)O2CxHyOz+(x+ )O2

xCO2+H2O,烃的含氧衍生物完全燃烧的通式是

xCO2+H2O,将四个选项代入可知C项正确。

12.莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是( )

莽草酸

A.分子式为C7H6O5 B.分子中含有2种官能团 C.可发生加成和取代反应

D.在水溶液中羧基和羟基均能电离出H+ 答案C 解析该分子组成为C7H10O5,A项错误;该分子中含有羧基、羟基和碳碳双键,因此含有3种官能团,B项错误;分子中含有碳碳双键,可发生加成反应,含有羧基、羟基均可发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,C项正确;在水溶液中羧基能电离出H+,羟基不能电离,D项错误。 13.下列分离或提纯有机物的方法正确的是( )

选项待提纯物质杂质 A B C D 苯淀粉甲烷乙酸乙酯除杂试剂及主要操作方法溴单质加亚硫酸钠溶液洗涤,分液葡萄糖水,过滤乙烯乙酸通入酸性高锰酸钾溶液,洗气加入氢氧化钠溶液,分液

答案A 解析溴可与亚硫酸钠溶液发生氧化还原反应,生成物可溶于水,而苯不溶于水,可用分液的方法分离,故A项正确;淀粉、葡萄糖都可透过滤纸,应用渗析的方法分离,故B项错误;乙烯被氧化生成CO2,引入新杂质,应用溴水除杂,故C项错误;乙酸乙酯、乙酸都可与氢氧化钠溶液反应,应用饱和碳酸钠溶液除杂,故D项错误。

14.有机物A的分子式为C2H4,可发生以下转化,已知B、D是生活中的两种常见的有机物,下列说法不正确的是( )

A.75%的B溶液常用于医疗消毒

B.D、E都能与NaOH溶液反应

C.B、D、E三种物质可以用饱和Na2CO3溶液鉴别 D.由B、D制备E时用到的浓硫酸只作脱水剂答案D 解析由题给转化关系可知,B为乙醇,D为乙酸,E为乙酸乙酯。75%的乙醇溶液常用于医疗消毒,A项正确;乙酸可与NaOH溶液发生中和反应,乙酸乙酯可与NaOH溶液发生水解反应,B项正确;乙醇溶于饱和Na2CO3溶液,乙酸与饱和Na2CO3溶液反应产生气泡,乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液不反应,并出现分层现象,C项正确;制备乙酸乙酯常用浓硫酸作催化剂和吸水剂,D项错误。

15.柠檬酸的结构简式如图,下列说法正确的是( )

A.柠檬酸中能发生酯化反应的官能团有2种 B.1 mol柠檬酸可与4 mol NaOH发生中和反应 C.1 mol柠檬酸与足量金属Na反应生成1.5 mol H2 D.1 mol柠檬酸最多可与4 mol NaHCO3发生反应答案A 解析1个柠檬酸分子中含有的官能团为3个羧基和1个羟基。柠檬酸中能发生酯化反应的官能团有2种,A正确;1 mol柠檬酸可与3 mol NaOH发生中和反应,B错误;1 mol 柠檬酸与足量金属Na反应生成2 mol H2,C错误;—OH不与NaHCO3反应,1 mol —COOH能与1 mol NaHCO3反应,故1 mol柠檬酸最多可与3 mol NaHCO3反应,D错误。

16.能说明苯分子中,6个碳原子之间的键不是单、双键交替排布,而是完全相同的事实是( ) A.苯的一氯取代物(B.苯的邻位二氯取代物(

)无同分异构体

)只有1种

C.苯的间位二氯取代物(D.苯的对位二氯取代物(答案B )只有1种

)只有1种

解析A项,苯分子结构中碳碳键若是以单、双键交替出现,苯的一氯取代物仍只有一种结构,因此不能用以说明苯环不存在单、双键交替结构。B项,苯分子结构中碳碳键若是以单、双键交替出现,则苯的邻位二氯取代物有两种结构,因此可以用以说明苯环不存在单、双键交替结构。C项,苯分子结构中碳碳键若是以单、双键交替出现,苯的间位二氯取代物也只有一种

结构,因此不能用以说明苯环不存在单、双键交替结构。D项,如果苯环中碳碳键存在单、双键交替结构,其对位二氯取代物只有一种,所以不能用以说明苯环不存在单、双键交替结构。

二、非选择题(本题包括4小题,共52分)

17.(13分)已知X是一种具有果香味的合成香料,如图为合成X的一种流程。E是日常生活中常见的一种有机物,碳、氢元素的质量分数分别约为52.17%、13.04%,其余为氧,E的相对分子质量为46,其中含有甲基和亚甲基(—CH2—)。

请根据以上信息,回答下列问题:

(1)A分子中官能团的名称是 ,E的结构简式是。 (2)D→E的化学反应类型为。

(3)上述A、B、C、D、E、X六种物质中,互为同系物的是。 (4)反应C+E

X的化学方程式为。

答案(1)羟基 CH3CH2OH

(2)加成反应 (3)A、E

(4)CH3CH2COOH+CH3CH2OHCH3CH2COOC2H5+H2O

解析(1)A能发生催化氧化反应,则A中含有羟基。根据题给信息,可以推断E为CH3CH2OH。(2)D→E为乙烯与水的加成反应。(3)根据图示转化关系,A为CH3CH2CH2OH、B为CH3CH2CHO、C为CH3CH2COOH、D为CH2CH2、E为CH3CH2OH、X为CH3CH2COOCH2CH3。其中,A、E互为同系物。(4)反应C+ECH3CH2OH反应生成CH3CH2COOCH2CH3的酯化反应。 18.(13分)已知乳酸的结构简式为试回答下列问题:

(1)乳酸分子中含有和两种官能团(填官能团名称),试写出一种与乳酸含有相同官能团的同分异构体的结构简式: 。 (2)乳酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。 (3)乳酸与足量的金属钠反应的化学方程式: 。

(4)乳酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式: ,属于反应(填反应类型)。

(5)两个乳酸分子间发生酯化反应生成的环酯(C6H8O4)的结构简式为。答案(1)羟基羧基 CH2(OH)—CH2—COOH

(2)

+NaOH

+H2O

。

X为CH3CH2COOH与

(3)+2Na+H2↑

CH3CH(OH)COOCH2CH3+H2O 取代

(4)CH3CH(OH)COOH+CH3CH2OH

(5)

解析乳酸分子中含有羟基和羧基两种官能团,因此乳酸既具有醇的性质,又具有羧酸的性质。 19.(13分)某同学设计实验探究工业制乙烯的原理和乙烯的主要化学性质,实验装置如图所示(已知烃类都不与碱反应)。请回答下列问题:

(1)工业制乙烯的实验原理是烷烃(液态)在催化剂和加热条件下发生反应生成不饱和烃。例如,石油分馏产物之一的十六烷发生反应:C16H34

C8H18+甲,甲

4乙,则甲的分子

式为 ,乙的结构简式为。 (2)B装置中的实验现象可能是 ,写出反应的化学方程

式: ,其反应类型是。

(3)C装置中可观察到的现象是 ,反应类型是。

(4)查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳。根据本实验中装置 (填字母)中的实验现象可判断该资料是否真实。为了验证溴与乙烯反应是加成反应而不是取代反应,可以测定装置B中溶液在反应前后的酸碱性,简述其理

由: 。

(5)通过上述实验探究,检验甲烷和乙烯的方法是 (选填字母,下同);除去甲烷中乙烯的方法是。 A.气体通入水中

B.气体通过盛溴水的洗气瓶

C.气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶

D.气体通过氢氧化钠溶液答案(1)C8H16 CH2CH2

(2)溶液橙色(或橙黄色)褪去 CH2CH2+Br2(3)溶液紫色(或紫红色)褪去氧化反应

(4)D 若乙烯与溴发生取代反应生成HBr,其溶液酸性会显著增强 (5)BC B

解析(1)根据质量守恒定律可知,甲为C8H16,乙为C2H4。(2)溴水中Br2与乙烯发生加成反应生成1,2-二溴乙烷(难溶于水,密度比水大),溴水褪色。(3)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,二者发生氧化反应。(4)乙烯等烃都不与氢氧化钙反应,如果产生二氧化碳,D装置中澄清石灰水变浑浊。若乙烯与Br2发生加成反应,则产物中无HBr,溶液酸性变化不明显。若乙烯与溴单质发生取代反应,则生成HBr,通过测定溶液的酸碱性变化,判断乙烯与溴单质发生反应的类型。(5)可用排水法收集乙烯,说明乙烯难溶于水;检验甲烷和乙烯的实验要求有明显不同的实验现象;除去甲烷中的乙烯,不能产生新的气体杂质。

20.(13分)利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:

加成反应

根据设计要求回答:

(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③ 。 (2)设

=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应

。

(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是。 (4)E装置的作用是 (填编号)。 A.收集气体 B.吸收氯气 C.防止倒吸 D.吸收氯化氢

(5)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出置换出黑色小颗粒的化学方程式: 。

(6)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为 (填编号)。 a.CH4 b.CH3Cl

c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4

答案(1)干燥混合气体

(2)大于或等于4 (3)吸收过量的氯气 (4)CD (5)CH4+2Cl2(6)分液 ab

解析(1)B装置的三个作用为:①控制气流速度从而达到合适的反应比例;②均匀混合气体,便于后续实验;③干燥混合气体。

(2)当反应满足CH4+4Cl2

CCl4+4HCl时,生成HCl气体最多,所以要保证

2KCl+I2。

=x≥4。

C+4HCl

(3)KI能吸收多余的Cl2,反应的化学方程式为Cl2+2KI

(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体,同时还防止倒吸。

(5)据信息知黑色小颗粒应为炭粉,故据原子守恒可得反应CH4+2Cl2(6)分离互不相溶的液体混合物可用分液法。

C+4HCl。

第八章化学与可持续发展

第一节自然资源的开发利用

第1课时金属矿物的开发利用

基础训练

1.下列金属中,通常采用热还原法冶炼的是( ) A.Na C.Fe 答案C 解析Na、Al很活泼,应用电解法冶炼;Ag为不活泼金属,可以用热分解法冶炼。 2.下列说法错误的是( )

A.对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用 B.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步

B.Al D.Ag

C.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液

D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等答案C 解析活泼金属的冶炼是电解其熔融盐(如MgCl2、NaCl等)或熔融氧化物(如Al2O3等)制得的,电解其盐溶液得不到金属单质,C错误。

3.下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( ) A.加热Al2O3 B.加热HgO C.电解熔融NaCl D.铝粉和Fe2O3共热答案A 解析A项中Al2O3熔点高,难以分解;B项中汞可由加热HgO制取;C项中金属钠是活泼金属,用电解法制取;D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂,Al可将Fe2O3中的铁元素还原成单质。 4.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于( )

A.金属的化合价高低 B.金属的活动性强弱 C.金属的导电性强弱 D.金属在地壳中的含量多少答案B 解析金属开发利用的先后顺序与金属冶炼的难易程度有关,而金属冶炼的难易程度取决于金属的活动性强弱。

5.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或H2或CO)法;③活泼金属置换法;④电解法。

四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜,(Ⅱ)湿法炼铜;现代有(Ⅲ)铝热法炼铬,(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是( ) A.(Ⅰ)用① C.(Ⅲ)用③ 答案B 解析对于(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)发生的反应分别是

(Ⅰ):Cu2(OH)2CO3(Ⅱ):Fe+CuSO4(Ⅲ):Cr2O3+2Al

2CuO+CO2↑+H2O、C+2CuOFeSO4+Cu,符合③; 2Cr+Al2O3,符合③;

2Cu+CO2↑,符合①;

B.(Ⅱ)用② D.(Ⅳ)用④

(Ⅳ):先从光卤石中提取MgCl2,再电解熔融的MgCl2:MgCl2(熔融)6.已知酸性条件下有如下反应:2Cu+

Mg+Cl2↑,符合④。

Cu2++Cu↓。由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,

可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证,实验操作和实验现象记录如下。

加入试剂稀硫酸浓硫酸、稀硝酸加热浓硝酸有红色固体剩余, 产生无实验现象溶液变为色气体蓝色产生无色产生红棕色气体,溶液气体,溶液变变为蓝色为绿色

由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物( ) A.是Cu B.是Cu2O

C.一定有Cu,一定有Cu2O D.一定有Cu2O,可能有Cu 答案D 解析浓硫酸(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O;而稀硫酸与Cu不反应,与Cu2O反应。 7.如图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:

(1)该实验装置中还缺。引发铝热反应的操作为。

(2)若将氧化铁换成氧化镁,该反应发生(填“能”或“不能”),理由

是。 (3)铝热反应的用途有哪些? 。

答案(1)镁条和氯酸钾在混合物中间插一根长度约10厘米的镁条,上端弯曲,将氯酸钾放在镁条的周围,用燃着的小木条点燃镁条

(2)不能镁比铝活泼,铝不能从氧化镁中置换镁 (3)用于焊接钢轨、冶炼某些熔点高的金属

解析(1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应,同时促使KClO3分解产生O2,使镁条快速燃烧。

(2)Mg比Al活泼,Al不能从MgO中置换出Mg。

提升练习

1.金属锂是密度最小的金属,等质量的金属锂能释放出更多的电子,故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则下列能冶炼出金属锂的方法是( ) A.电解法 C.热分解法答案A 解析可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来判断,锂的金属性介于钠和镁之间,应该与钠、镁的冶炼方法相同,用电解法才能得到金属锂。 2.下列化工生产原理错误的是( )

①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠 ②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 ③用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝 ④炼铁时,高炉中所发生的反应都是放热反应,故无需加热 A.只有②③ C.①②③ 答案D 解析钠特别活泼,加入氯化镁溶液时,钠先与水反应生成NaOH和H2,Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,②错;冶炼铝使用的是Al2O3,③错;高炉炼铁中所发生的反应是放热反应,但仍需要高温条件,④错。

3.用铝热法还原下列氧化物,制得金属各1 mol,消耗铝最少的是( ) A.MnO2 C.Cr2O3 答案D 解析用铝热法还原金属氧化物时,Al作还原剂,金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为金属单质,显然,在氧化物中金属元素化合价越高,其变为单质时需获得的电子就越多,消耗铝也越多;金属氧化物中金属元素的化合价分别为Mn(+4价)、W(+6价)、Cr(+3价)、Co(+价),故Co3O4耗铝最少。

4.实验室欲使1.6 g氧化铁完全还原,事先应准备的CO在标准状况下的体积为( ) A.672 mL C.大于672 mL 答案C 解析由3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2可知,欲使1.6 g氧化铁完全还原需消耗CO在标准状况下B.336 mL D.小于336 mL

B.热还原法 D.铝热法

B.只有①③ D.②③④

B.WO3 D.Co3O4

的体积为672 mL,但气体在与固体反应过程中可能有损失,且反应前要先通入一会儿CO赶尽空气,故CO实际用量应大于672 mL。

5.铜的冶炼大致可分为以下几个步骤:(1)富集,将硫化物矿进行浮选;(2)焙烧,主要反应为2CuFeS2+4O22Cu2S+3O2

Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);(3)制粗铜,在1 200 ℃的条件下发生的主要反应为2Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S

6Cu+SO2↑;(4)电解精炼。

下列说法不正确的是( )

A.上述焙烧过程中的尾气不可直接排放

B.由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu时,在整个过程中共消耗15 mol O2 C.在反应2Cu2O+Cu2SD.电解精炼属于化学变化答案C 解析焙烧过程中产生的尾气中含有有毒的SO2气体,对环境有污染,不能直接排放,A项正确。

2CuFeS2+4O22Cu2S+3O22Cu2O+Cu2S

② ③

得:Cu2S+O2

6Cu+SO2↑中,作氧化剂的是Cu2O

Cu2S+3SO2+2FeO① 2Cu2O+2SO2② 6Cu+SO2↑③ 2Cu+SO2④

2Cu+4SO2+2FeO⑤

①+④得:2CuFeS2+5O2

所得⑤式表明,2 mol CuFeS2完全转化为2 mol Cu消耗5 mol O2,据此可知,由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu时共消耗15 mol O2,B项正确。在反应2Cu2O+Cu2S中,作氧化剂的是Cu2O和Cu2S两种物质,C项不正确。

6.诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程如下: ①2MoS2+7O2

2MoO3+4SO2

(NH4)2MoO4+H2O H2MoO4↓+2NH4Cl

6Cu+SO2↑

②MoO3+2NH3·H2O③(NH4)2MoO4+2HCl④H2MoO4

MoO3+H2O

⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法正确的是( ) A.MoS2煅烧产生的尾气可直接排放 B.MoO3是金属氧化物,也是碱性氧化物 C.H2MoO4是一种强酸

D.利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3,所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2 答案D 解析A项明显错误,生成物SO2对环境污染严重;B项,根据②中生成物(NH4)2MoO4可知,该化合物属于盐,对应的酸是H2MoO4,故MoO3不属于碱性氧化物,B项错;C项,根据反应③可知H2MoO4是一种不溶性酸,结合强酸制弱酸原理,H2MoO4不可能是强酸;D项,1 mol H2、1 mol

CO和1 mol Al作还原剂时,失去的电子数分别为2 mol、2 mol和3 mol,还原等量的MoO3转移电子相同,此时消耗n(H2)∶n(CO)∶n(Al)=3∶3∶2。

7.钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不与非金属、强酸反应,红热时,却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一是金红石(TiO2),目前大规模生产钛的方法是:

第一步:金红石、炭粉混合,在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为 ,该反应中的还原剂是。第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。 (1)写出此反应的化学方程式: ;

(2)简述从上述所得产物中获取金属钛的步骤: 。答案TiO2+2C+2Cl2

TiCl4+2CO C

(1)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti

(2)将还原后的产物溶于过量的盐酸中,过滤、洗涤,即可得到纯净的钛解析(1)Mg为活泼金属,在氩气作为保护气的环境中还原TiCl4:2Mg+TiCl4

2MgCl2+Ti。(2)

还原出的Ti与Mg混合,分离时用强酸,因钛不与强酸反应,所以可将上述产物溶于过量的盐酸中,然后过滤、洗涤,即可得到纯净的钛。

8.工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下:

请回答下列问题:

(1)沉淀C的化学式为 ,该物质除了用于金属冶炼以外,还可用作。 (2)电解熔融的氧化铝时,标准状况下若得到22.4 L O2,则同时生成 g铝。

(3)操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是 (填操作名称),实验室要洗涤Al(OH)3沉淀应该在装置中进行,洗涤方法

是。

(4)生产过程中,除NaOH、H2O可以循环利用外,还可以循环利用的物质有 (填化学式),用此法制取铝的副产品是 (填化学式)。

(5)写出Na2CO3溶液与CaO反应的离子方程式: 。 (6)若铝土矿中还含有二氧化硅,此生产过程中得到的氧化铝中将混有杂质 (填化学式)。

答案(1)Fe2O3 颜料

(2)36

(3)过滤过滤向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,使水自然流下,重复操作2~3次 (4)CaO和CO2 Fe2O3和O2 (5)C +CaO+H2O(6)SiO2

解析(1)因Al2O3+2NaOH

2NaAlO2+H2O,而Fe2O3不与NaOH溶液反应,因此过滤得到的沉

淀C为Fe2O3,Fe2O3可用作颜料。

(2)2Al2O3(熔融)g。

(3)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的目的均是分离固液混合物,即过滤;洗涤沉淀的方法是向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,使水自然流下,重复操作2~3次。

拓展训练

黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫和铁的化合物。 (1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2

8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。

4Al+3O2↑,n(O2)=

-1

=1 mol,则m(Al)= mol×27 g·mol=36 -

CaCO3↓+2OH-

若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是 (填元素符号)。 (2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是 (填序号)。 A.高空排放 B.用于制备硫酸

C.用纯碱溶液吸收制Na2SO3 D.用浓硫酸吸收

(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为: ①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。

②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。根据以上信息回答下列问题: a.除去Al3+的离子方程式是。

b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。

提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。所选试剂为。证明炉渣中含有FeO的实验现象为。答案(1)Cu、O

(2)BC (3)a.Al3++4OH-Al +2H2O

b.稀硫酸、KMnO4溶液用稀硫酸浸取炉渣所得的溶液能使KMnO4溶液褪色解析(1)分析化学方程式中各元素化合价可知:Cu由+2价→0价,O由0价→-2价,铜元素、氧元素在反应中被还原。

(2)二氧化硫污染环境,不能排入空气中。浓硫酸既不能吸收二氧化硫,也不能消耗二氧化硫。可将二氧化硫“变废为宝”制硫酸,也可以用纯碱溶液吸收SO2制亚硫酸钠。

(3)Al3+与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液,而Fe3+与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀,过滤,将Al3+除去,反应的离子方程式为Al3++4OH-钾溶液褪色。故选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。

Al +2H2O。若要证明

炉渣中含有FeO,可先将其溶解,生成可溶性的亚铁盐,亚铁离子具有强还原性,可以使高锰酸

第2课时海水资源的开发利用

基础训练

1.下列是四位同学对于海水淡化供居民用水所提供的方法,其中原理上完全不可行的是( )

答案A 解析海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A,明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O,加明矾不能使海水中的盐沉淀出来,所以不能使海水淡化。

2.许多国家十分重视海水资源的综合利用,下列不需要发生化学变化就能够从海水中获得的物质是( ) A.氯、溴、碘 C.烧碱、氢气答案D 解析海水通过蒸发就可以得到食盐和淡水,选项中其他物质必须通过化学反应制得。 3.21世纪以来,国与国之间因对海权的争夺引起的摩擦接连不断,在捍卫主权的同时,人们看重的是海洋这个巨大宝藏,下列有关海洋资源综合利用的说法不正确的是( ) A.利用海水波浪发电是将动能转化为电能 B.从海水中提取溴单质一定伴有化学变化

C.从海水中提取Mg时,最终须通过电解熔融态的MgO得到Mg D.积极研发海水直接冷却技术,可减少煤炭的使用量,有利于环境保护答案C 解析MgO熔点高,一般通过电解熔融态的MgCl2制得Mg。

4.海水提镁是镁的重要来源,其步骤是MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2·6H2O→MgCl2→Mg。其中没有发生的反应类型是( )

B.钠、镁、铝 D.食盐、淡水

A.氧化还原反应 B.化合反应 C.中和反应 D.分解反应答案B 解析MgCl2→Mg(OH)2的反应需要加入碱,是复分解反应;Mg(OH)2→MgCl2·6H2O的反应中需要加入酸,是中和反应;MgCl2·6H2O→MgCl2的反应是在加热条件下的分解反应;MgCl2→Mg的反应是通电条件下的分解反应,同时也是氧化还原反应。

5.NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(物质)是( )

①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸 A.①②③④⑤ B.只有①②③④ C.只有①②③⑤ D.只有①②④⑤ 答案A 解析电解NaCl的水溶液可制得NaOH、H2、Cl2;H2、Cl2可合成HCl;NaCl溶液又可与CO2、NH3反应来制取NaHCO3;NaHCO3受热分解可得Na2CO3,电解熔融的NaCl可制备金属钠。 6.检验海带中碘元素的实验中,发生如下反应:2H++2I-+H2O2中不正确的是( ) A.I2为氧化产物

B.H2O2既作氧化剂又作还原剂 C.氧化性强弱顺序为H2O2>I2 D.生成1 mol I2时转移2 mol电子答案B I2+2H2O,下列对该反应的叙述

解析,该反应中I2为氧化产物,H2O2作氧化剂,氧化性由强到弱的顺序为

氧化剂>氧化产物,所以氧化性:H2O2>I2;反应中每生成1 mol I2,转移2 mol电子。 7.从海水中可以获得淡水、食盐,也可提取镁和溴等物质。

(1)海水淡化的方法主要有 (填一种)。 (2)从海水中提取镁的流程如图所示:

流程中分离出Mg(OH)2沉淀的方法是 ;写出反应②的化学方程式: 。

(3)从海水中提取溴的主要反应原理是向浓缩的海水中通入氯气,将溴离子氧化。试写出该反应的离子方程式: 。答案(1)蒸馏法(或电渗析法、离子交换法等)

(2)过滤 MgCl2(熔融)(3)Cl2+2Br-Br2+2Cl-

Mg+Cl2↑

解析(1)海水淡化的常用方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

(2)从沉淀池中分离出Mg(OH)2沉淀使用过滤方法,反应②的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。

(3)Cl2能氧化Br-得到Cl-和Br2:Cl2+2Br-2Cl-+Br2。

提升练习

1.海水淡化可采用膜分离技术,如下图所示。对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水,对加压后淡化膜右侧海水成分的变化进行分析,正确的是( )

A.溶质质量增加 B.溶液质量不变 C.溶剂质量减少 D.溶质质量分数不变答案C 解析水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池,而各种离子不能通过淡化膜,故右侧海水中溶质质量不变,溶剂质量减少,溶质质量分数增大。

2.已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、712 ℃,将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解,都可得到金属镁。海水中含有MgCl2,工业上从海水中提取镁,正确的方法是( ) A.海水B.海水C.海水

Mg(OH)2MgCl2溶液

Mg(OH)2

Mg MgCl2(熔融)MgO

D.海水答案D Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg

解析工业生产除需要理论上可行外,还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A项方法使用NaOH成本高,且Mg(OH)2是一种不溶性碱,加热熔融时会发生分解,因此不可行;B项方法中得不到MgCl2;C项方法中电解MgO时,由于MgO的熔点很高,耗能大,所以经济效益差。

3.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )

A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂

D.富集溴一般先用空气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收答案C 解析工业上沉淀海水中的Mg2+常采用Ca(OH)2,不用NaOH,因为NaOH的价格较高,C错误。 4.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图所示为从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是( )

A.除去粗盐中的S 、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段 C.③④⑤中溴元素均被氧化

D.蒸馏法是技术最成熟也是最具有发展前景的海水淡化方法答案B 解析A项中加入试剂的顺序会导致Ba2+无法除尽,A项错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的,B项正确;流程图中的第④步中溴元素被还原,C项错误;蒸馏法会消耗大量的能源,不是最具有发展前景的海水淡化方法,D项错误。 5.海洋资源的利用具有广阔前景。

(1)无须经过化学变化就能从海水中获得的物质是 (填序号)。 A.Cl2

B.淡水

C.烧碱 D.食盐

(2)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化,该反应的离子方程式是。 (3)下图是从海水中提取镁的简单流程。

①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是 ,Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是。 ②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式

是。

(4)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示:

①灼烧海带时所用的主要仪器名称是。

②向酸化的滤液中加H2O2溶液,写出该反应的离子方程式: 。答案(1)BD (2)Cl2+2Br-Br2+2Cl-

Mg2++2H2O

(3)①石灰乳 Mg(OH)2+2H+②MgCl2(熔融)(4)①坩埚 ②2I-+H2O2+2H+

I2+2H2O

解析(1)Cl2和烧碱均需要通过电解饱和氯化钠溶液制得,反应过程中有新物质生成,属于化学变化,故A、C项错误;用蒸馏等方法可将海水转化得到淡水,属于物理变化,故B项正确;海水经太阳暴晒,水分蒸发后即得食盐,不需要化学变化就能够从海水中获得,故D项正确。

(2)氯气具有强氧化性,能和溴离子发生置换反应生成溴,离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。

(3)①工业上常用石灰乳沉淀Mg2+,Ca(OH)2和镁离子反应生成Mg(OH)2,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+

Mg2++2H2O。②镁是活泼金属,

Mg+Cl2↑。

Mg+Cl2↑

可通过电解熔融氯化镁冶炼镁,电解反应的化学方程式为MgCl2(熔融)

(4)①灼烧固体时所用的主要仪器名称是坩埚。②向酸化的滤液中加入过氧化氢,可将碘离子转化为单质碘,离子方程式为2I-+H2O2+2H+

I2+2H2O2。

6.海藻中含有丰富的碘元素(以I-形式存在)。实验室中提取碘的流程如下: 海藻海藻灰悬浊液含I-的溶液含I2溶液碘的有机溶液晶体碘 (1)实验操作③的名称是 ,所用主要仪器名称为。

(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是 (填序号)。 A.酒精(沸点78 ℃) B.四氯化碳(沸点77 ℃) C.甘油(沸点290 ℃) D.苯(沸点80 ℃)

(3)在操作②中,溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气),为消除此杂质,使碘全部游离出来,应加入适量 (填序号)溶液,反应的离子方程式为。 A.KIO3 C.KI

B.HClO D.Br2

(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是。答案(1)萃取、分液分液漏斗

(2)BD (3)C ICl+I-(4)蒸馏法

解析从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳,酒精和甘油均溶于水,不能作萃取剂,然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液,再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂,可采用蒸馏法。其中在操作②中,为使少量的ICl中的碘全部游离出来,应加入还原剂,故只有C项符合,发生的化学反应为ICl+KI问题:

I2+KCl。

7.从海水中可提取多种化工原料,下面是工业上对海水资源综合利用的示意图。试回答下列

I2+Cl-

(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S 等杂质离子,精制时所用试剂为A.盐酸 B.BaCl2溶液 C.NaOH溶液 D.Na2CO3溶液,则加入试剂的顺序是 (填字母)。 (2)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式: 。

(3)电解无水MgCl2可制取镁和Cl2,其中副产品Cl2和Ca(OH)2可制得漂白粉。制漂白粉的化学方程式为。

(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2,而不从山中开凿石灰石制取,主要考虑到什么问题? 。

答案(1)BCDA(或CBDA或BDCA)

(2)CaCO3

CaO+CO2↑,CaO+H2O

Ca(OH)2

(3)2Cl2+2Ca(OH)2(4)经济效益

CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

解析化工生产是综合利用化学知识解决实际问题的过程,在此过程中,除运用到我们所学的化学知识外,还要从环境保护、能源利用、经济效益等方面考虑。

(1)该小题属离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2+、Mg2+、S 时,不能引入新的杂质离子。所以,解此题的关键是把握好加入离子的先后顺序:①Ba2+必须在C 之前加入;②C 、OH-必须在H+之前加入,所以加入试剂的顺序为BCDA或CBDA或BDCA。

(2)由贝壳→Ca(OH)2的反应流程为CaCO3→CaO→Ca(OH)2。

(3)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,可将Cl2通入石灰乳中制得。

(4)海滩上的物质为海水综合利用创造了便利条件,不用运输,就地取材,从经济效益角度考虑是有利的。

拓展训练

某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴,查阅资料知:Br2的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去):

- - -

①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应结束;②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;③进行步骤②的同时,向B中通入足量SO2;④关闭b,打开a,再通过A向B中缓慢通入足量Cl2;⑤将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。请回答:

(1)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为。 (2)步骤②中鼓入热空气的作用

为。 (3)步骤③B中发生的主要反应的离子方程式

为。 (4)此实验中尾气可用 (填选项字母)吸收处理。 a.水 b.浓硫酸 c.NaOH溶液 d.饱和NaCl溶液

(5)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,向锥形瓶中滴加稀硫酸,再经步骤⑤,也能制得液溴。滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3等,请写出滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式: 。

答案(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)使A中生成的Br2随空气流进入B中 (3)Br2+SO2+2H2O(4)c

(5)5Br-+Br +6H+

4H++2Br-+S 3Br2+3H2O

解析(1)实验室采用加热MnO2和浓盐酸制备氯气。(2)热空气可以将溴蒸气吹出,步骤②中鼓入热空气的作用是使A中生成的Br2随空气流进入B中。(3)二氧化硫具有还原性,能被溴氧化,则步骤③中发生的主要反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O

4H++2Br-+S 。(4)氯气、

SO2等气体可以用氢氧化钠溶液吸收,故c项正确。(5)滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3等,这说明溴和碳酸钠溶液发生氧化还原反应,反应的化学方程式为3Br2+3Na2CO3

5NaBr+NaBrO3+3CO2↑。滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式为5Br-+Br +6H+3Br2+3H2O。

第3课时煤、石油和天然气的综合利用

基础训练

1.石油和煤都是重要的化石能源,下列有关石油和煤的叙述正确的是( ) A.都是纯净物 B.都含有碳元素 C.都是可再生能源 D.都有固定的沸点答案B 解析煤、石油都属于不可再生能源,都是混合物,都没有固定的沸点,故B项正确。 2.绿色能源是指使用过程中不会对环境造成污染的能源。下列属于绿色能源的是( ) ①太阳能 ②风能 ③潮汐能 ④煤 ⑤天然气 ⑥石油 A.①②③ C.只有④ 答案A 解析使用①太阳能、②风能、③潮汐能等不会对环境造成污染,三者均属于绿色能源;④煤、⑤天然气、⑥石油等均是化石燃料,不属于绿色能源。 3.下列说法中正确的是( )

A.禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂,可减少汽车尾气污染 B.聚乙烯可发生加成反应

C.煤的干馏和石油的分馏均属化学变化

B.③④ D.只有①②

D.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯答案A 解析铅是一种重要的污染物,A项正确;聚乙烯分子不含碳碳双键,不能发生加成反应,B项错误;石油的分馏属于物理变化,C项错误;石油分馏得到的是不同沸点范围的混合物,如汽油、煤油、柴油等,而通过石油裂解的方法可得到乙烯等不饱和的烃类物质,D项错误。 4.下列说法不正确的是( )

A.煤油可由石油分馏获得,可用作燃料和保存少量金属钠 B.煤可与水蒸气反应制成水煤气,水煤气的主要成分为CO和H2 C.汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物

D.以石油、煤和天然气为原料,可生产塑料、合成橡胶和合成纤维答案C 解析植物油是由C、H、O三种元素构成的有机物,不属于碳氢化合物。

5.石油被称为工业的血液,煤被称为工业的粮食。它们的加工以及综合利用具有非常重要的意义。下列说法正确的是( ) A.煤的干馏产物主要是各类有机物

B.石油的分馏、裂化、裂解以及煤的干馏都属于化学变化

C.从煤焦油中经过分馏可以得到苯、甲苯等,说明煤中含有苯和甲苯

D.石油的裂化、裂解说明烃在加热条件下是可以分解的,且碳链越长越易分解答案D 解析煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质,其中焦炭居多,故A错误;石油的分馏属于物理变化,石油的裂化、裂解以及煤的干馏都属于化学变化,故B错误;煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物,通过干馏方能得到苯、甲苯、二甲苯等有机物,故C错误;石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链烃断裂为相对分子质量较小的短链烃的过程,说明烃在加热条件下是可以分解的,且碳链越长越易分解,故D正确。 6.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,石油精炼可以获得多种化工原料。

请回答:

(1)由原油获得汽油,分离的方法是。 (2)该汽油中只含7种烃吗?为什

么? 。 (3)丙烯在一定条件下生成聚丙烯,这种高分子的链节为。

(4)石油裂化是为了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是。答案(1)蒸馏(或分馏) (2)不是,因为还含有同分异构体

(3)

(4)裂化汽油中含有烯烃,能与Br2发生加成反应,可以使溴的四氯化碳溶液褪色

提升练习

1.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是( ) A.地球上最基本的能源是化学能

B.太阳能热水器、沼气的使用、玉米制乙醇都涉及生物质能的利用 C.利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”

D.人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量,而吸热反应没有利用价值答案C 解析A项,地球上最基本的能源是太阳能,故错误;B项,使用太阳能热水器涉及太阳能的利用,不是生物质能的利用,故错误;C项,利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”,故正确;D项,有时需要利用吸热反应吸收热量降低环境温度,吸热反应同样有利用价值,故错误。 2.下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置。下列叙述错误的是( )

A.上图实验中发生了化学变化

B.液体X的pH>7,液体Y是黑色黏稠状的煤焦油 C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色 D.液体Y是一种纯净物答案D 解析煤的干馏产物有NH3,易溶于水而呈碱性,pH>7,同时还生成了煤焦油,它的主要化学成分为芳香族化合物,是难溶于水的黏稠液体。煤干馏的气体产物中的氢气、一氧化碳具有还原性,可以还原CuO,气体产物中的乙烯可使溴水褪色。 3.下列对乙烯和聚乙烯的描述中不正确的是( ) A.乙烯是纯净物,常温下为气态,聚乙烯为固态,是混合物 B.乙烯性质比聚乙烯活泼

C.取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后,生成的CO2和H2O的质量分别相等

D.取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后,生成的CO2和H2O的物质的量分别相等答案D 解析乙烯聚合成聚乙烯时分子中的双键被破坏,性质变得稳定,由于相对分子质量变大,所以从气态变为固态。有机高分子都是混合物。由于乙烯和聚乙烯的C、H质量分数分别相等,

但相对分子质量不相等,所以两者等质量燃烧时生成CO2、H2O的质量分别相等,等物质的量燃烧时生成CO2、H2O的物质的量不相等。

4.以乙烯和丙烯混合物为单体,发生加聚反应,不可能得到的是( ) A.B.C.D.答案B 解析A项,可由乙烯发生加聚反应得到,不符合题意;B项,主链中不可能有5个碳原子出现,符合题意;C项,可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到,不符合题意;D项,可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到,不符合题意。

5.石油裂化和裂解过程得到的CH2CH2,在一定条件下可以聚合成有机高分子。含有

结构的化合物与CH2CH2一样,可在一定条件下聚合成有机高分子。

(1)广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由聚合成的,其化学方程式

是。

(2)电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯((写结构简式)聚合而成的。答案(1)

),它是由

(2)

6.煤是一种重要能源,工业上常把煤进行气化和液化处理,变为清洁能源。由水蒸气和炽热的无烟煤作用可得水煤气,水煤气是混合气体,主要由两种无色无味气体组成,是重要的工业原料。 (1)工业上生产水煤气时,燃料层的温度会下降,这说明。

(2)提出猜想:水煤气的成分可能是①CO和氢气,② (填化学式)和氢气。提出以上猜想的依据是。

设计实验:请从下列装置中选择一种,设计简单的实验证明猜想。

(3)你选择的装置是 (填字母代号)。

(4)实验结论:如果 ,那么猜想 (填序号)合理。答案(1)碳和水蒸气的反应是吸热反应

(2)CO2 化学反应前后元素种类不变 (3)B

(4)澄清石灰水不变浑浊 ①(或澄清石灰水变浑浊 ②)

解析(1)因碳和水蒸气的反应是吸热反应,故随着反应的进行燃料层的温度会下降。(2)因反应物是碳和水蒸气,根据质量守恒定律,元素的种类在化学反应前后没有变化,由此可以推测水煤气的成分可能是CO和氢气或CO2和氢气。(3)一般用澄清的石灰水检验二氧化碳。(4)如果澄清石灰水不变浑浊,那么猜想①是合理的;如果澄清石灰水变浑浊,那么猜想②是合理的。 7.能源是经济增长与社会发展的重要物质基础,美国马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势曾作如下预测:

回答下列问题:

(1)上图化石能源中属于较清洁的能源是。

(2)核电厂的燃料一般由0.7% 235U、99.28% 238U及0.005 8% 234U组成。 ①235U、238U、234U三种核素之间的关系是互为。 ②235 g核素

U发生裂变反应:

Sr+

Xe+10

n,净产生的中子 n)数

为。

(3)如图是氢能的制备及利用的途径之一,涉及的能量转化方式有 (填代号)。

a.光能→化学能 b.电能→化学能 c.化学能→电能

(4)目前实现煤的综合利用的主要途径是煤的干馏、煤的气化和液化。 ①煤的干馏属于 (填“物理”或“化学”)变化。

②煤的气化过程发生的主要反应

是。答案(1)天然气

(2)①同位素 ②9NA(或9×6.02×1023) (3)ac

(4)①化学 ②C+H2O(g)

CO+H2

解析(1)天然气燃烧生成CO2和H2O,因此天然气是化石燃料中较清洁燃料。

(2)①中三种核素质子数相等,中子数不同,属于同种元素的不同原子,因此三者互为同位素;②根据裂变反应,净产生中子数为9NA。

(3)燃料电池车将化学能转化为电能,太阳光使H2O分解,将太阳能转化为化学能,故a、c选项正确。

(4)①煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,属于化学变化;②煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程,属于化学变化,主要反应是C和H2O(g)的反应,化学方程式为C+H2O(g)

CO+H2。

拓展训练

(1)如图是石油分馏塔的示意图。关于a、b、c三种馏分,下列说法正确的是 (填字母)。

A.a的沸点最高 B.b的熔点最低

C.c的平均相对分子质量最大 D.每一种馏分都是纯净物

(2)裂化汽油中除含有C5~C11的烷烃外,还含有C5~C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物,实验步骤为:

①先逐滴加入 ,振荡,如果看到 ,则证明有存在。

②继续逐滴加入至为止,静置,用分液漏斗分出 (填“上”或“下”)层的裂化汽油样品,再加入振荡,如果看到 ,则证明裂化汽油中有存在。答案(1)C (2)①溴水溴水褪色烯烃

②溴水不褪色上酸性KMnO4溶液溶液褪色苯的同系物

解析(1)由题图可知,a先分馏出来,c较a、b最后分馏出来,故熔、沸点高低顺序为a(2)因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色,根据这一性质差异,则先用溴水检验烯烃的存在,再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。①向样品中逐滴加入溴水,振荡,如看到溴水褪色,则证明有烯烃存在。②继续逐滴加溴水至不再褪色为止,用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品,因为加足量溴水后,生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大,所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性KMnO4溶液,如果溶液紫色褪去,则证明有苯的同系物存在。

第二节化学品的合理使用

基础训练

1.农用化肥和城市生活污水任意排放会使地下水含氮量增高,其中对人体有害的含氮污染物的主要形态是( )

A.N

B.N

C.N

D.有机氮

答案B 解析亚硝酸盐在人体内含量过高时会诱发癌症。 2.下列食品添加剂与类别对应正确的一组是( ) A.着色剂——胡萝卜素、苯甲酸钠 B.调味剂——亚硝酸钠、味精 C.防腐剂——胭脂红、山梨酸钾

D.营养强化剂——酱油中加铁、粮食制品中加赖氨酸答案D 解析苯甲酸钠是防腐剂,不是着色剂;亚硝酸钠是防腐剂,不是调味剂;胭脂红是着色剂,不是防腐剂。

3.下列药物类型中,由于过度使用导致人类面临无药可用的危机的是( ) A.中成药 C.抗酸药

B.抗生素 D.解热镇痛药

答案B 解析抗生素的抗菌作用是毋庸置疑的,但它易于诱发细菌产生抗体,这种抗体是可以传递的。 4.某地筹建中的“生态农业科技园区”,不仅是农业高新技术示范和推广基地,也将是一个观光休闲的生态农业园区。在一些生产思路上你认为不妥当的是( ) A.将农家肥与化肥综合施用,以提高增产效益 B.对大棚中的植物施加适量的CO2,以促进其光合作用

C.种植、养殖、制沼气相结合,既可改善环境又可提高农畜牧业的产量

D.将硝酸铵和熟石灰混合使用,在给作物提供营养元素的同时,又能降低土壤的酸性答案D 解析熟石灰和硝酸铵混合后会发生反应,生成NH3逸出,损失肥效。 5.民以食为天,食品的种类越来越丰富,我国90%以上的食品中含有添加剂。 (1)下列在食物中的添加剂(括号内物质)不属于非法食品添加剂的是。 A.海参(甲醛) B.白酒(甲醇) C.奶粉(三聚氰胺) D.食盐(KIO3)

(2)下列关于食品添加剂的说法错误的是。

A.维生素C在食品中的作用是增加食物的营养及防止食物氧化变质 B.在食品中适量增加胡萝卜素可以改善食品的外观 C.在食品中加入亚硝酸钠可以代替食盐以调节食物的咸味 D.在制作膨化食品时可以用洗衣粉作食品膨化剂答案(1)D (2)CD

解析(1)A、B、C选项中的甲醛、甲醇、三聚氰胺均对人体有害,不可作为食品添加剂,D选项食盐中加KIO3,是全民补碘的要求,KIO3属于营养强化剂。

(2)在肉类制品中加入少量亚硝酸钠可以防止肉类变质,但加入过多容易致癌;制作膨化食品时应用NaHCO3或NH4HCO3等作膨化剂,不能用洗衣粉。

提升练习

1.工农业废水及城市生活污水中含磷,家用洗涤剂就是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含磷酸盐)。处理污水时是否需要除去磷,有以下几种意见,你认为正确的是( ) A.磷是生物的营养元素,不必处理 B.含磷的污水是很好的肥料,不必处理

C.含磷的污水排到自然水中能引起藻类增殖,使水质变质,必须处理 D.磷对人无毒,除去与否都无关紧要答案C 解析磷是植物生长的营养元素,如果污水中的磷不进行处理就任意排放,时间长了,水中的植物就会大量繁殖而影响生态环境,所以含磷污水必须处理。 2.下列药物知识,不正确的是( )

A.OTC是非处方药的标志,可以自行购药和按方使用

B.肠溶片不可嚼碎服用,因为肠溶衣在碱性肠液下溶解才能发挥药效 C.抗生素能抵抗所有细菌感染,可以大量使用

D.凡不以医疗为目的的滥用麻醉药品与精神药品都属于吸毒范围答案C 解析抗生素不可滥用,否则细菌会产生抗药性。

3.从毒韭菜到炸鸡翅、从速溶茶到儿童奶粉,关于食品质量的报道中不断有①“致癌农药”,②“苏丹红”,③“碘元素”,④“亚硝酸盐”等化学名词出现。业内人士告诉记者,化学性污染正成为危及食品安全的一大“杀手”。上述化学名词所提到的物质中,在某食品添加剂中允许含有且符合限量时不会引起中毒的是( ) A.②③④ C.只有③④ 答案C 解析食盐中加碘符合“全民补碘”的要求,符合限量使用不会引起中毒;亚硝酸钠可用于一些肉制品如腊肉、香肠等的生产,按规定限量使用,不会引起中毒。 4.下列关于药物的使用说法正确的是( ) A.虽然药物能治病,但大部分药物有毒副作用 B.使用青霉素时,不用进行试验直接静脉注射 C.长期大量使用阿司匹林可预防疾病,没有副作用 D.我们生病了都可以到药店自己买药吃,不用去医院答案A 解析使用青霉素前必须做皮试,生病后必须在医生的指导下用药。 5.下列有关食品添加剂的说法中错误的是( ) A.食品添加剂可改善食品的色、香、味 B.食品添加剂可补充食品的营养成分 C.食品添加剂可延长食品的储存时间 D.食品添加剂都是有益于人体健康的答案D 解析食品添加剂的作用有:可改善食品的色、香、味,可补充食品的营养成分,可延长食品的储存时间,A、B、C项正确;合理使用食品添加剂,不超量、不乱用,则对人体无害,但不能说都是有益于健康的,D项错误。

6.感冒是一种常见的病,病人患了感冒会咳嗽、流涕、发烧,多喝开水多休息,适当服用一些治疗感冒的药,可以舒缓症状,减轻病情。药物阿司匹林是一种传统的治疗感冒发烧的药,从分子结构上看,它可以看作是乙酸酯,其结构简式为:

B.只有②③ D.只有③

(1)阿司匹林与NaOH溶液反应中,可以断裂的化学键是 (填代号)。 (2)根据阿司匹林的结构推断它能够发生的化学反应类型为 (填序号)。

①中和反应 ②加成反应 ③取代反应答案(1)b、d (2)①②③

解析从阿司匹林的结构可以看出,其具有酯基和羧基官能团,可发生水解(取代)反应与中和反应;还含有苯环,可发生加成反应。

拓展训练

有四种常见药物:①维生素C;②青霉素;③胃舒平; ④麻黄碱。回答下列问题:

(1)某同学胃酸过多,应选用的药物是 (填序号)。抗酸药是治疗胃酸过多的一类药物,写出一种抗酸药与胃酸反应的化学方程

式: 。

(2)由于具有兴奋作用,国际奥委会严禁运动员服用的药物是 (填序号)。 (3)从用药安全角度考虑,使用前要进行皮肤敏感性测试的药物是 (填序号)。 (4) (填序号)又称为抗坏血酸,它的分子式为。

(5)为预防缺铁性贫血,一些食品中加入了铁元素(含Fe2+物质)。若向铁强化牛奶中滴加KSCN溶液,发现牛奶变为红色,说明 ,此时若向其中加入一片维生素C,则发现红色消失,该实验说明维生素C具有性。答案(1)③ Al(OH)3+3HCl

(2)④ (3)② (4)① C6H8O6

(5)牛奶中的Fe2+已经被氧化为Fe3+ 还原

解析(1)“胃舒平”可用来治疗胃酸过多,“胃舒平”的主要成分是能与盐酸反应的物质,例如Al(OH)3等。(2)麻黄碱属于兴奋剂。(3)青霉素使用前必须做皮试。(5)滴加KSCN溶液,发现牛奶变为红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+;加入维生素C后,发现红色消失,说明维生素具有还原性,将Fe3+还原为Fe2+。

AlCl3+3H2O(答案合理即可)

第三节环境保护与绿色化学

基础训练

1.近年来,环境问题越来越引起人们的重视。温室效应、酸雨、臭氧层被破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响,造成酸雨的主要有害物质是( ) A.C

B.硫和氮的氧化物 C.含氟化合物

D.化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放答案B 2.环境污染已成为人类社会面临的重大问题,各种污染数不胜数,下列词语与环境污染无关的是( )

①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学污染 ⑤臭氧空洞 ⑥水俣病 ⑦潮汐 ⑧大脖子病 ⑨水华 A.①③④⑨ C.⑥⑦⑧ 答案B 解析⑦潮汐是由地球自转引起的自然现象,⑧大脖子病是人体缺碘引起的,二者均与环境污染无关。

3.以下反应最符合绿色化学(原料原子全部转化为产品原子)要求的是( ) A.乙烯与水反应制乙醇 B.甲烷与氯气反应制备一氯甲烷 C.乙醇与乙酸反应制乙酸乙酯 D.皂化反应制肥皂答案A 解析乙烯与水反应制乙醇为加成反应,原料利用率为100%,故A项正确;甲烷与氯气反应制备一氯甲烷为取代反应,有副产品HCl等生成,原料利用率不为100%,故B项错误;乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯,有副产品水生成,原料利用率不为100%,故C项错误;油脂在碱性条件下水解称为皂化反应,有副产物甘油生成,原料利用率不为100%,故D项错误。 4.化学与材料、生活和环境密切相关。下列有关说法中正确的是( ) A.煤炭经蒸馏、气化和液化等过程,可获得清洁能源和重要的化工原料

B.医药中常用75%的酒精溶液来消毒,是因为酒精能够使细菌的蛋白质发生变性 C “海水淡化”可以解决淡水供应危机,向海水中加入明矾可以使海水淡化 D.新型材料聚酯纤维、光导纤维都属于有机高分子材料答案B 解析煤炭是固体物质,无法蒸馏,A项错误;75%的医用酒精可以使蛋白质变性,杀死细菌,B项正确;利用明矾净水可除去水中悬浮杂质,不能使海水淡化,C项错误;光导纤维的主要成分是SiO2,不是有机高分子材料,D项错误。 5.对以下问题的认识中,不正确的是( )

A.矿泉水瓶回收、再利用,是减少“白色污染”的有效措施

B.大量使用食品添加剂,可有助于改善食品的色、香、味,并不影响健康 C.电子垃圾统一回收、拆解、再利用,能够减少对土壤和水源的污染 D “地沟油”经过加工处理制得肥皂或生物柴油,可以实现厨余废物合理利用答案B B.只有⑦⑧ D.②⑤⑦

解析过量使用食品添加剂会对人体造成伤害。 6.下列有关水处理方法不正确的是( ) A.用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸 B.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物 C.用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子

D.用烧碱处理含高浓度N 的废水并回收利用氨

答案C 解析C项,处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子可用沉淀法,如加入适量硫化钠,但用氯气不能除去,错误。

7.(1)人类活动产生的污染物会影响臭氧层,如超音速飞机排放物中的氮的氧化物(NO和NO2),它们与O3和O发生如下反应:O3+NO的作用。

(2)氮的氧化物是大气污染物之一,目前有一种治理方法是在400 ℃左右,有催化剂存在的情况下,用氨把NOx还原为N2和水,写出反应的化学方程式: 。答案(1)O3+O

2O2 催化剂

NO2+O2、NO2+O

NO+O2,以上反应反复循环,其

反应总的化学方程式为 ,氮的氧化物在破坏臭氧层的过程中起到了

(2)4xNH3+6NOx(2x+3)N2+6xH2O

2O2,可见反应前后氮的氧化物没有变化,为

解析(1)将两个化学方程式相加得:O3+O催化剂。

提升练习

1 “绿色化学”追求减少化工生产对环境造成的污染,下列物质可以称为“绿色氧化剂”的是( ) A.浓硫酸答案C 解析浓硫酸作氧化剂时,其还原产物一般是SO2,会污染环境;浓硝酸作氧化剂时,其还原产物一般为NO或NO2,会污染环境;漂白粉作氧化剂时,其还原产物可能为Cl2,会污染环境;H2O2作氧化剂时,其还原产物是水,对环境无污染。

2.化学与生产、生活和科研密切相关,下列说法错误的是( ) A.用菜籽油浸泡花椒制得花椒油的过程未发生化学变化

B.河水中有许多杂质和有害细菌,加入明矾消毒杀菌后可以直接饮用 C.把浸泡过KMnO4溶液的硅藻土放在水果箱里可延长水果的保鲜期 D.对医疗器械高温消毒时,病毒的蛋白质受热变性答案B B.浓硝酸

C.双氧水

D.漂白粉

解析用菜籽油浸泡花椒制得花椒油的过程为萃取,其为物理变化,A项正确;明矾能净化河水,但不能对河水进行消毒杀菌,B项错误;浸泡过KMnO4溶液的硅藻土可以吸收水果释放出的乙烯,从而延长水果的保鲜期,C项正确;对医疗器械高温消毒时,病毒的蛋白质受热发生变性,D项正确。

3.绿色化学实验是指在绿色化学的思想指导下,对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是( )

A.将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中 B.将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中 C.将与氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全 D.将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离答案D 解析一氧化碳还原氧化铜的尾气中含有未反应的一氧化碳,是有毒气体,对环境有害,A项不符合绿色化学实验操作;将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中,会腐蚀下水道,污染水资源,B项不符合绿色化学实验操作;将与氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全,产生的二氧化硫有毒,污染空气,C项不符合绿色化学实验操作;将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离,防止了残余物对环境的污染,符合绿色化学实验操作,故D项正确。 4.化学与生产、生活、环境等社会实际密切相关。下列叙述错误的是( ) A.雾霾是一种分散系,分散剂是空气,带活性炭口罩防雾霾的原理是吸附原理 B.洁厕灵的主要成分是盐酸,不能与“84”消毒液(主要成分是NaClO)混用 C.推广使用煤液化技术,可减少二氧化碳等温室气体的排放

D.Cl2、ClO2、O3和Na2O2等都具有强氧化性,但Na2O2不能用于饮用水的消毒答案C 解析活性炭具有吸附作用,能吸附空气中的悬浮物,A项不符合题意;洁厕灵与“84”消毒液者混用会产生有毒的Cl2,B项不符合题意;煤的组成元素主要是碳元素,碳完全燃烧生成二氧化碳,因此推广使用煤液化技术,不能减少二氧化碳等温室气体的排放,C项符合题意;Cl2、ClO2、O3和Na2O2等都具有强氧化性,Cl2、ClO2、O3可用于饮用水的消毒,但Na2O2溶于水生成NaOH,NaOH有腐蚀性,因此Na2O2不能用于饮用水消毒,D项不符合题意。 5.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是( )

选叙述Ⅰ 项纳米铁粉有很好的吸附A 性硅胶可以和水发生化学B 反应 C SO2有毒 D 肥皂水显碱性叙述Ⅱ 纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子硅胶作袋装食品的干燥剂 SO2能作食品防腐剂肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂

答案D 解析铁是活泼的金属,具有较强的还原性,可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子,A错误;硅胶具有吸水性,可用作干燥剂,其与水不反应,B错误;SO2有毒,不能作食品防腐剂,C错误;肥皂水显碱性,可作蚊虫叮咬处的清洗剂,D正确。

6 “绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”思想的是( )

①实验室收集氨气采用图甲所示装置

②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置

③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验 ④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应实验 A.②③④ C.①②④ 答案C 解析甲装置用向下排空气法收集NH3,且多余的NH3可用水吸收,①符合;乙装置中多余的Cl2可用浸有碱液的棉球吸收,防止Cl2污染环境,②符合;丙装置中反应生成的NO贮存在气球中,防止NO污染环境,④符合;实验③中浓盐酸和浓氨水挥发出的HCl和NH3会逸散到大气中,对环境造成污染,③不符合。

7.近几年来,冠以“绿色”的新概念不断产生,如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等,这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表达。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此,由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中,你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是( ) A.MgB.MgC.MgD.Mg答案C 解析据题意,“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。从经济角度考虑,B项最不符合,反应过程中除Mg外还用了其他三种试剂;D项也不符合,反应过程中用了两种较贵的试剂浓硫酸和Ba(NO3)2溶液。从环保角度考虑,A、D两项分别产生了污染环境的氮氧化物、SO2,B项也使用了会对环境造成污染的Cl2。从技术角度看,D项中Ba(NO3)2溶液的加入量较难控制。综上所述,只有C项符合“绿色化学”的要求。

8 “温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。

Mg(NO3)2 MgCl2MgO

MgSO4

Mg(OH)2Mg(NO3)2

Mg(NO3)2

B.①②③ D.①③④

(1)下列措施中,有利于降低大气中CO2浓度的有。(填字母) A.减少化石燃料的使用 B.植树造林,增大植被面积 C.采用节能技术 D.利用太阳能、风能

(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多,如: A.6CO2+6H2O

C6H12O6+6O2

B.CO2+3H2C.CO2+CH4D.2CO2+6H2

CH3OH+H2O CH3COOH CH2CH2+4H2O

以上反应中,最节能的是 ,原子利用率最高的是。答案(1)ABCD (2)A C

解析(1)利用太阳能、风能的同时也就减少了化石燃料的使用,降低了CO2的排放量;而采用节能技术,提高了能源利用率,也使CO2的排放量减少;植树造林,吸收空气中的CO2,有利于降低大气中CO2的浓度。

(2)A项利用植物光合作用完成,最节能;而C项反应物中的原子全部进入期望的产物中去,原子利用率最高。

拓展训练

绿色化学是预防污染的根本手段,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。 (1)下列各项符合“绿色化学”要求的是。 A.处理废弃物 B.治理污染点 C.减少有毒物 D.杜绝污染源

(2)在我国西部大开发中,某地为筹建一大型化工基地,征集到下列方案,其中你认为可行的是。

A.建在西部干旱区可以脱贫致富

B.应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区 C.企业有权自主选择厂址 D.不宜建在人口稠密的居民区

(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。

污水

①过量的铁粉

过滤

在能制得纯铜的方案中,哪一步操作会导致环境污染? ,应增加哪些措施防止污染: 。答案(1)D (2)BD

(3)第③步增加冷凝回收装置

解析(1)根据题干描述可知,绿色化学是预防污染的根本手段,因此应从“源头”上杜绝。

(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区,同时要考虑水资源和交通问题。 (3)第③步是加热操作,由于汞的沸点低、易挥发、有毒,因此会造成环境污染。

第八章检测

(时间:90分钟分值:100分)

一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)

1.下列属于物理变化的是( ) A.煤的气化 B.天然气的燃烧 C.烃的裂解 D.石油的分馏答案D 解析煤的气化涉及化学变化,A项错误;天然气的燃烧属于化学变化,B项错误;烃的裂解属于化学变化,C项错误;石油的分馏属于物理变化,D项正确。 2.下列物质不可作食品添加剂的是( ) A.谷氨酸钠 B.柠檬酸 C.山梨酸钾 D.三聚氰胺答案D 解析A项,谷氨酸钠,俗称味精,是一种常用增味剂,故不选A项;B项,柠檬酸的用途非常广泛,可作为食品的酸味剂、抗氧化剂、pH调节剂,常用于饮料、果酱、水果和糕点等食品中,故

不选B项;C项,山梨酸钾是食品防腐剂,故不选C项;D项,三聚氰胺,俗称蛋白精,常被用作化工原料,对人体有害,不可用作食品添加剂,故选D项。 3.人生病时要合理用药。下列药品与其作用相匹配的是( ) A.氢氧化铝:中和过多胃酸 B.阿司匹林:消炎抗菌 C.青霉素:解热镇痛 D.医用碘酒:人体补碘答案A 解析药氢氧化阿司匹医用碘青霉素品铝林酒治疗胃作酸解热镇消炎抗消炎抗用分泌过痛菌菌多

4.化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关,下列说法中不正确的是( ) A “天宫一号”中使用的碳纤维是一种新型无机非金属材料 B.为防止富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入生石灰 C.开发新能源,减少对化石燃料的依赖,可以促进低碳经济 D “静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量答案B 解析生石灰只能用于吸收水分,不能用作氧化剂。 5.下列有关资源综合利用的说法不正确的是( )

A.煤的气化、液化均为化学变化,而石油的常压蒸馏和减压蒸馏均是物理变化 B.绿色化学的核心就是利用化学原理吸收处理工业生产污染物并将其转化为有用物质 C.利用石油的裂化可以提高汽油的产量和质量

D.将苦卤水浓缩、氧化,鼓入空气吹出溴蒸气,经SO2吸收、Cl2氧化、蒸馏可提取溴答案B 解析A.煤经过气化生成水煤气,经过液化生成甲醇,有新物质生成,都属于化学变化,而石油的常压蒸馏和减压蒸馏中无新的物质生成,因此发生的均是物理变化,正确;B.绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,以便使化学在环境保护中起到重要作用,错误;C.利用石油的裂化可以获得更多的液态优质燃料,可以提高汽油的产量和质量,正确;D.将苦卤水浓缩,然后向其中通入Cl2将NaBr氧化为Br2,再鼓入空气将溴蒸气吹出,用SO2和水吸收,再经过Cl2氧化,蒸馏,可提取溴,正确。

6 “环境保护”意识深入人心,下列关于酸雨的认识,错误的是( ) A.正常条件下,pH小于5.6的降雨称为酸雨

B.冰岛火山喷发产生大量SO2,在局部区域可形成酸雨

C.全球“低碳”行动能降低CO2的排放量,能降低酸雨的形成及危害 D.汽车尾气含有氮氧化合物,过量排放会形成酸雨

答案C 解析酸雨的pH<5.6;SO2和NOx是形成酸雨的主要污染物;CO2与酸雨的形成无关。 7.食品安全和化学科学密切相关,下列说法不正确的是( ) A.可用聚乙烯制作食品包装袋

B.瘦肉精可提高生猪的瘦肉量,我们应向养猪厂家大力推广 C.食用过量发色剂(主要成分为NaNO2)会引起人体中毒

D.绿色食品的生产须以生态环境较佳的地域为基地,并采用绿色生产技术和工艺答案B 解析聚乙烯无毒,可用于制作食品包装袋,故A项说法正确;“瘦肉精”能诱发恶性肿瘤,对人体有危害,养猪场应禁止使用,故B项说法错误;亚硝酸钠含量超标会危害人体健康,可能致癌,故C项说法正确;绿色食品是指在良好的生态环境中,通过无污染的生产过程生产出的安全营养、无公害的食品,故D项说法正确。

8.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥 B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈 C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白 D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝答案B 解析NH4HCO3可用作氮肥,是因为其中含有可被农作物吸收的氮元素,与其稳定性无关,A项无对应关系;稀硫酸除锈是利用了硫酸的酸性,B项有对应关系;SO2可用于漂白纸浆,是因为SO2具有漂白性,可与有色物质结合生成无色物质,C项无对应关系;Al2O3可用于电解冶炼铝,是因为熔融Al2O3中的Al3+在通电条件下可放电生成金属铝,与其两性无关,D项无对应关系。 9.化学在人类社会发展中发挥着重要作用,下列事实不涉及化学反应的是( ) ．．．A.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇 B.利用石油生产塑料、化纤等高分子材料 C.利用基本的化学原料生产化学合成药物 D.利用反渗透膜从海水中分离出淡水答案D 解析D项,利用反渗透膜由海水制备淡水的工作原理是对水施加一定的压力,使水分子和离子态的矿物质元素通过反渗透膜,属于物理过程,不涉及化学反应。 10.(2017全国Ⅲ)化学与生活密切相关。下列说法错误的是( ) A.PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物 B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料答案C 解析CaO可以与SO2反应生成CaSO3,CaSO3被O2氧化成CaSO4,可以减少硫酸型酸雨的形成。CaO也可以与CO2反应生成CaCO3,但是CaCO3在高温下分解仍生成CO2,所以不会减少CO2的排放,即不能减少温室气体的排放,C项错误。

11.2017年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源,倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是( )

A.夏天设定空调温度尽可能的低 B.推广使用一次性塑料袋和纸巾 C.少开私家车多乘公共交通工具 D.对商品进行豪华包装促进销售答案C 解析夏天设定空调温度尽可能的低后,空调需要消耗大量的电能,A项错误;推广使用一次性塑料袋和纸巾会造成资源浪费,且大量使用一次性塑料袋会导致“白色污染”,B项错误;少开私家车,可以减少汽车尾气的排放,C项正确;对商品进行豪华包装会浪费不必要的材料,D项错误。 12.溴、碘主要存在于海水中,有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海带中,我国海带产量居世界第一,除供食用外,大量用于制碘。提取碘的途径如下所示: 干海带

海带灰

水溶液

碘单质

下列有关叙述中正确的是( ) A.碘元素在海水中也有游离态存在 B.在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2 C.操作A是结晶或重结晶 D.B是提纯操作,常用蒸馏或分馏答案B 解析碘在海水中只以化合态(I-)形式存在,没有游离态,A项错误;操作A是萃取,操作B是分液,然后才是蒸馏等操作来得到单质碘,C、D项都是错误的。 13.下列装置或操作能达到实验目的的是( )

A.除去乙醇中的乙B.形成原电池酸 C.铝热反应 D.石油的蒸馏

答案C 解析乙醇与乙酸互溶,不能用分液的方法使二者分离,A项错误;酒精是非电解质,不能用作电解质溶液,B项错误;石油的蒸馏需要温度计,D项错误。 14.下列有关资源的开发利用的说法中正确的是( ) A.从海水中提取溴单质的过程一定涉及氧化还原反应 B.从海水中可以得到MgCl2,电解MgCl2溶液可制备Mg和Cl2

C.天然气、乙醇和水煤气分别属于化石能源、不可再生能源和二次能源 D.Cu、Al、Hg可以分别用热还原CuO、Al2O3、HgO的方法得到答案A 解析海水中的溴元素以化合态形式存在,需加入氧化剂才能使之转化为Br2,A项正确;电解熔融的MgCl2可制备Mg和Cl2,B项错误;乙醇为可再生能源,C项错误;电解Al2O3可得到Al,HgO受热分解可得到Hg,D项错误。

15.下面是某个品牌的食用碘盐包装上的标签。下列关于此标签的说法中正确的是( )

配料碘含量储存方法食用方法精盐、碘酸钾、抗结剂 35±15 mg·kg-1 密封、避光、防潮烹饪时,待食品熟后加入碘盐

A.高温会导致碘的损失 B.碘酸钾可氧化氯化钠 C.可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾

D.该碘盐中碘酸钾的含量为20~50 mg·kg-1 答案A 解析从表格给出的“食用方法”可知,A项正确;碘酸钾是食盐的添加物,与食盐的主要成分NaCl不发生反应,B项错误;能用淀粉检验的是单质碘,C项错误;该碘盐中碘元素的含量为20~50 mg·kg-1,D项错误。

16.2022年北京—张家口第24届冬季奥林匹克运动会三大理念是“以运动员为中心、可持续发展、节俭办赛”,为了可持续发展,下列环保建议中,你认为不能采纳的是( ) A.用天然气代替汽油和柴油作发动机燃料 B.开发、使用新能源

C.禁止未经处理的工业废水和生活污水的任意排放 D.大量使用农药,提高粮食产量答案D 解析A.用天然气代替汽油和柴油作发动机燃料,有利于可持续发展,错误;B.开发、使用新能源,有利于可持续发展,错误;C.禁止未经处理的工业废水和生活污水的任意排放,有利于可持续发展,错误;D.大量使用农药,会造成环境污染,不利于可持续发展,正确。

二、非选择题(本题包括4小题,共52分)

17.(13分)人类社会发展的历史就是一部金属开发和利用的历史,从商朝的青铜器到春秋战国时期铁器的使用,到今天稀土金属的广泛使用;从近半个世纪前的“大炼钢铁”到今天的钢铁大

国;从利用金属器械进行耕地到卫星、宇宙飞船上天,无不带有金属历史的烙印,并显示着金属对社会发展的巨大作用。请回答下列问题:

(1)铁是一种重要的金属材料。炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁,反应过程如下: 焦炭CO2CO

写出反应③的化学方程

式: 。

(2)某学校化学兴趣小组的同学欲从含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的废液中,回收全部金属铜,应先向溶液中加入稍过量的铁粉,反应的化学方程式为Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑、。充分反应后过滤,滤渣中含有。继续处理可以得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体。

(3)在学习了金属资源保护的内容以后,该化学兴趣小组的同学对金属的锈蚀做了观察,发现残留水的铁锅在与水接触的部位最易生锈,家用的铜制水龙头生了一层绿色的铜锈。回忆已学化学知识,铁生锈的原因是 ,铜生锈的原因是什么?查阅有关资料:铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。他们除依照铁钉锈蚀条件的探究方法进行实验外,还补充做了铜锈蚀与有关系的实验。请写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法: 。答案(1)3CO+Fe2O3

(2)Fe+CuSO4

2Fe+3CO2 FeSO4+Cu Fe、Cu

(3)与空气中的O2、H2O同时接触 CO2 保持金属表面的洁净与干燥(合理即可) 解析(1)反应③是一氧化碳在高温下还原氧化铁的反应,所以产物是铁和二氧化碳。(2)由于铁粉过量,所以滤渣中含有铁和铜。(3)铁生锈是铁与空气中的氧气、水综合作用的结果;从铜锈的主要成分Cu2(OH)2CO3可知,二氧化碳参与了铜锈蚀的过程;防止金属锈蚀的方法很多,基本原理是隔绝金属与氧气、水的接触。

18.(13分)Ⅰ.某同学做“铝热反应”的实验。查阅资料知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸点数据如下:

物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2 054 1 535 1 462 沸点/℃ 2 467 2 980 2 750 —

(1)下列能与Al发生铝热反应的有 (填字母)。 A.MnO2 B.Na2O C.MgO D.FeO

(2)该同学根据上表数据推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。若证明上述所得的熔融物中含有金属铝,所用试剂是。

Ⅱ.某同学为了验证海带中含有碘,拟进行如下实验,请回答相关问题。

(1)第1步:灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的实验仪器有 (填字母)等。

A.试管 B.坩埚 C.烧杯 D.三脚架 E.泥三角F.酒精灯 G.铁架台 H.量筒

(2)第2步:含I-溶液的获取。操作是将灰烬转入烧杯中,加适量蒸馏水溶解,为加快溶解可以采取哪些措施? 。此操作后的分离方法为。

(3)第3步:氧化。取少量(2)中溶液,依次加入合适的试剂。下列氧化剂中最合适的是 (填字母)。 A.浓硫酸 C.KMnO4溶液中含碘。答案Ⅰ.(1)AD

(2)氢氧化钠溶液 Ⅱ.(1)BDEF

(2)用玻璃棒搅拌、加热过滤 (3)D (4)淀粉

解析Ⅰ.(1)金属活动性比Al弱的金属的氧化物可以与Al发生铝热反应。(2)Al能与NaOH溶液反应,而铁不能与NaOH溶液发生反应,故可用NaOH溶液检验Al的存在。

Ⅱ.(1)灼烧操作需要酒精灯和坩埚,坩埚需要放在泥三角上,泥三角需要放在三脚架上。(2)加快溶解的方法有搅拌和加热;灰烬中有不溶物,故可采用过滤的方法分离。(3)最合适的氧化剂是能氧化I-,而又不引入杂质离子,故选用过氧化氢。(4)检验单质碘应用淀粉溶液。 19.(13分)已知A、B、F是家庭中常见的有机物,E的产量是衡量石油化工发展水平的标志,F是一种常见的高分子材料。根据下面转化关系回答下列问题:

B.新制氯水 D.H2O2

(4)第4步:碘单质的检验。取少量第3步中的溶液,滴加溶液,溶液变蓝,证明海带

(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为、。 (2)下列物质中沸点最高的是。 A.汽油

B.煤油

C.柴油

D.重油。

(3)在①~⑤中属于取代反应的是。(填序号) (4)写出结构简式:A 、F(5)写出反应③的离子方程式: 。

(6)作为家庭中常见的物质F,它给我们带来了极大的方便,同时也造成了环境污染,这种环境污染称为。答案(1)分馏裂解

(2)D (3)①②③

(4)CH3COOH CH2—CH2 (5)CH3COOCH2CH3+OH-(6)“白色污染”

解析石油经过分馏可生产石油气、汽油、柴油等产品,而上述产品再经过高温裂解可制得乙烯、丙烯等化工产品,E的产量是衡量石油化工发展水平的标志,故E为乙烯,则F为聚乙烯,B为乙醇。由框图知C为乙醇与酸A发生酯化反应生成的酯,且A为家庭中常见有机物,故A为乙酸,C为乙酸乙酯,其他答案可依次推出。

20.(13分)海水中有取之不尽的化学资源,从海水中可提取多种化工原料。如图是某工厂综合利用海水资源的示意图。

CH3COO-+C2H5OH

试回答下列问题:

(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S 等杂质,精制后可得饱和NaCl溶液。精制过程中,通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,最后向溶液中加入盐酸至溶液呈中性。写出加入盐酸后溶液中可能发生反应的离子方程式: 。 (2)海水中提取食盐后的母液中含有K+、Na+、Mg2+等。从离子反应的角度考虑,向母液中加入石灰乳的作用

是。

(3)海水中的镁元素处于 (填“游离态”或“化合态”),从海水中提取氯化镁的反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应,用电解法冶炼金属镁的反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应,原因是。

(4)电解熔融的氯化镁所得的镁蒸气冷却后即为固体镁,可以冷却镁蒸气的气体氛围为。 A.H2 C.空气答案(1)OH-+H+

B.CO2 D.O2

H2O、C +2H+

- -

H2O+CO2↑

(2)将Mg2+沉淀为Mg(OH)2

(3)化合态不是是该反应过程中有元素化合价的变化 (4)A

解析粗盐提纯加入试剂的顺序及目的:过量BaCl2溶液(沉淀S )→过量NaOH溶液(沉淀Mg2+)→过量Na2CO3溶液(沉淀Ca2+、Ba2+)→适量盐酸(中和Na2CO3并调节溶液pH)。

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