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2011
北京市
高考
化学
试卷
解析
2011年北京市高考化学试卷
一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)
1.(3分)垃圾分类有利于资源回收利用.下列垃圾归类不合理的是( )
①
②
③
④
垃圾
废易拉罐
废塑料瓶
废荧光灯管
不可再生废纸
垃圾分类
A.① B.② C.③ D.④
2.(3分)下列说法不正确的是( )
A.麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应
B.用溴水即可鉴别苯酚溶液、2,4﹣己二烯和甲苯
C.在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH
D.用甘氨酸()和丙氨酸()缩合最多可形成4种二肽
3.(3分)结合图判断,下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe﹣2e﹣=Fe2+
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀
4.(3分)下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是( )
A.用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2﹣=HgS↓
B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NOC+NO2
C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy):CxHy+(x+)O2xCO2+H2O
5.(3分)25℃、101kPa下:①2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)△H=﹣414kJ.mol﹣1
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=﹣511kJ.mol﹣1
下列说法不正确的是( )
A.①和②产物的阴阳离子个数比相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数相同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa下:Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)△H=﹣317kJ.mol﹣1
6.(3分)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数( )
A.取a克混合物充分加热,减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
7.(3分)已知反应:2CH3COCH3(l)⇌CH3COCH2COH(CH3)2(l).取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y﹣t)如图所示.下列说法正确的是( )
A.b代表0℃下CH3COCH3的Y﹣t曲线
B.反应进行到20min末,CH3COCH3的
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的
二、解答题(共4小题,满分58分)
8.(12分)在温度t1和t2下,X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表:
化学方程式
K(t1)
K(t2)
F2+H22HF
1.8×1036
1.9×1032
Cl2+H22HCl
9.7×1012
4.2×1011
Br2+H22HBr
5.6×107
9.3×106
I2+H22HI
43
34
(1)已知t2>t1,HX的生成反应是 反应(填“吸热”或“放热”).
(2)HX的电子式是 .
(3)共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强,HX共价键的极性由强到弱的顺序是 .
(4)X2都能与H2反应生成HX,用原子结构解释原因: .
(5)K的变化体现出X2化学性质的递变性,用原子结构解释原因: ,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱.
(6)仅依据K的变化,可以推断出:随着卤素原子核电荷数的增加, (选填字母).
a.在相同条件下,平衡时X2的转化率逐渐降低
b.X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
c.HX的还原性逐渐减弱
d.HX的稳定性逐渐减弱.
9.(14分)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示.
(1)溶液A的溶质是 .
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是 .
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3.用化学平衡移动原理解释盐酸的作用: .
(4)电解所用的盐水需精制,去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42﹣[c(SO42﹣)>c(Ca2+)].精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是 .
②过程I中将NH4+转化为N2的离子方程式是 .
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小.过程II中除去的离子有 .
④经过程III处理,要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L.若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m3盐水b,至多添加10% Na2SO3溶液 kg(溶液体积变化忽略不计).
10.(15分)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验).
实验操作和现象:
操作
现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡
B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀
C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭
﹣﹣﹣
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸
均未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式是 .
(2)C中白色沉淀是 ,该沉淀的生成表明SO2具有 性.
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是 .
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应.
①为证实各自的观点,在原实验基础上:
甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是 ;
乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是 .
②进行实验,B中现象:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸.结合离子方程式解释实验现象异同的原因: .
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验.B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是 .
11.(17分)常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下:
已知:Ⅰ.RCHO+R’CH2CHO+H2O(R、R’表示烃基或氢)
Ⅱ.醛与二元醇(如:乙二醇)可生成环状缩醛:
(1)A的核磁共振氢谱有两种峰.A的名称是 .
(2)A与合成B的化学方程式是 .
(3)C为反式结构,由B还原得到.C的结构式是 .
(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色.N由A经反应①~③合成.
a.①的反应试剂和条件是 .
b.②的反应类型是 .
c.③的化学方程式是 .
(5)PVAc由一种单体经加聚反应得到,该单体的结构简式是 .
(6)碱性条件下,PVAc完全水解的化学方程式是 .
2011年北京市高考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)
1.(3分)垃圾分类有利于资源回收利用.下列垃圾归类不合理的是( )
①
②
③
④
垃圾
废易拉罐
废塑料瓶
废荧光灯管
不可再生废纸
垃圾分类
A.① B.② C.③ D.④
【考点】F7:常见的生活环境的污染及治理.菁优网版权所有
【分析】分析这道题,要密切结合生活常识,根据各种废品的可利用程度来分类.
【解答】解:A、废易拉罐可回收利用,所以属于可回收物。
B、废塑料瓶也可回收利用,所以属于可回收物。
C、废荧光灯管中含有重金属等有害物质,所以属于有害垃圾。
D、废纸可以燃烧,所以属于可燃垃圾。
故选:B。
【点评】可回收垃圾主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类.通过综合处理回收利用,可以减少污染,节省资源.
2.(3分)下列说法不正确的是( )
A.麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应
B.用溴水即可鉴别苯酚溶液、2,4﹣己二烯和甲苯
C.在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH
D.用甘氨酸()和丙氨酸()缩合最多可形成4种二肽
【考点】HD:有机物的结构和性质;J8:苯酚的化学性质;JG:酯的性质;K2:蔗糖、麦芽糖简介;K6:氨基酸、蛋白质的结构和性质特点.菁优网版权所有
【分析】A、麦芽糖和水解产物葡萄糖中的官能团来分析银镜反应;
B、溴水与苯酚溶液反应生成三溴苯酚白色沉淀,与己二烯发生加成反应而褪色,甲苯可萃取溴水中的溴;
C、在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3COOH和C2H518OH;
D、甘氨酸和丙氨酸缩合形成二肽时可能有如下四种情况:①二个甘氨酸之间;②二个丙氨酸之间;③甘氨酸中的氨基与丙氨酸中的羧基之间;④甘氨酸中的羧基与丙氨酸中的氨基之间.
【解答】解:A、麦芽糖和水解产物葡萄糖中的官能团都有醛基,则麦芽糖、葡萄糖属于还原性糖可发生银镜反应,故A正确;
B、苯酚和溴水反应生成白色沉淀,2,4﹣已二烯可以使溴水褪色,甲苯和溴水不反应,但甲苯可以萃取溴水中的溴,甲苯的密度比水的小,所以下层是水层,上层是橙红色的有机层,因此可以鉴别,故B正确;
C、酯类水解时,酯基中的碳氧单键断键,水中的羟基与碳氧双键结合形成羧基,所以CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3COOH和C2H518OH,故C错误;
D、两个氨基酸分子(可以相同,也可以不同),在酸或碱的存在下加热,通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合形成含有肽键的化合物,成为成肽反应。因此甘氨酸和丙氨酸混合缩合是既可以是自身缩合:二个甘氨酸之间,二个丙氨酸之间(共有2种),也可是甘氨酸中的氨基与丙氨酸中的羧基之间;甘氨酸中的羧基与丙氨酸中的氨基之间,所以一共有4种二肽,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查醛基、苯酚、双键、酯基、氨基、羧基的性质,常用银镜反应来检验醛基,检验苯酚常用氯化铁溶液和溴水.
3.(3分)结合图判断,下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe﹣2e﹣=Fe2+
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀
【考点】BH:原电池和电解池的工作原理;BI:电极反应和电池反应方程式.菁优网版权所有
【分析】锌比铁活泼,装置Ⅰ中锌做负极,负极反应为:Zn﹣2e﹣=Zn2+,铁做正极,溶液呈中性,发生吸氧腐蚀,正极反应为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣;铁比铜活泼,装置Ⅱ中铁为负极,反应式为:
Fe﹣2e﹣=Fe2+,正极为铜,电解质溶液呈酸性,所以正极的反应式为:2H++2e﹣=H2↑;检验Fe2+离子可用K3[Fe(CN)6]生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀.
【解答】解:A、题给装置I、II都是原电池,活泼金属作负极,首先被腐蚀,不活泼金属作正极,被保护;故A对;
B、I中的负极反应式为:Zn﹣2e﹣=Zn2+,而II中负极是铁,反应式为:Fe﹣2e﹣=Fe2+,故B错;
C、I溶液显中性,其电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,而II溶液显酸性,电极反应式为:2H++2e﹣=H2↑,故C错;
D、I中没有Fe2+,不能与K3[Fe(CN)6]生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀,故D错;
故选:A。
【点评】本题考查原电池的工作原理以及金属的腐蚀及防护等知识,做题的关键是正确判断电池的正负极反应.
4.(3分)下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是( )
A.用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2﹣=HgS↓
B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NOC+NO2
C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy):CxHy+(x+)O2xCO2+H2O
【考点】49:离子方程式的书写;PE:物质的分离、提纯和除杂.菁优网版权所有
【专题】24:实验设计题;52:元素及其化合物.
【分析】A、Hg2+和S2﹣易结合形成难溶性的HgS;
B、NO的氧化性强于CO,反应产物为N2和CO2;
C、明矾净水是Al3+水解生成了吸附性较强的Al(OH)3胶体;
D、碳、氢化合物在高温下可被氧气氧化为二氧化碳和水.
【解答】解:A、Hg2+和S2﹣易结合形成难溶性的HgS,可用Na2S去除废水中的Hg2+,离子方程式为:Hg2++S2﹣=HgS↓,故A正确;
B、NO的氧化性强于CO,反应产物为N2和CO2,正确的化学方程式为:2CO+2NON2+2CO2,故B错误;
C、明矾在溶液中电离出的Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有较强的吸附性,能吸附水中的悬浮物,离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,故C正确;
D、碳、氢化合物在高温下可被氧气氧化为二氧化碳和水,可用高温催化氧化法去除烃类废气,化学方程式为:CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,故D正确。
故选:B。
【点评】本题结合无机物和有机物的反应考查了化学方程式、离子方程式为的正确书写.
5.(3分)25℃、101kPa下:①2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)△H=﹣414kJ.mol﹣1
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=﹣511kJ.mol﹣1
下列说法不正确的是( )
A.①和②产物的阴阳离子个数比相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数相同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa下:Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)△H=﹣317kJ.mol﹣1
【考点】BE:热化学方程式;GE:钠的化学性质.菁优网版权所有
【专题】517:化学反应中的能量变化;52:元素及其化合物.
【分析】A、Na2O中阴阳离子个数之比为1:2,Na2O2中阴阳离子个数之比为1:2;
B、由钠原子的个数及钠元素的化合价分析转移的电子数;
C、常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O2的速率逐渐加快;
D、利用已知的两个反应和盖斯定律来分析;
【解答】解:A、在Na2O中阳离子是钠离子、阴离子是氧离子,Na2O2中阳离子是钠离子、阴离子是过氧根离子,因此阴、阳离子的个数比都是1:2,①和②产物的阴阳离子个数比相等,故A正确;
B、由钠原子守恒可知,①和②生成等物质的量的产物时,钠元素的化合价都是由0升高到+1价,则转移的电子数相同,故B正确;
C、常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O2的速率逐渐加快,而不是氧化钠,故C错误;
D、热化学方程式25℃、101kPa下:
①2Na(s)+O2(g)═Na2O(s)△H=﹣414kJ•mol﹣1,
②2Na(s)+O2(g)═Na2O2(s)△H=﹣511kJ•mol﹣1,
①×2﹣②可得:Na2O2(s)+2Na(s)═2Na2O(s)△H=﹣317kJ•mol﹣1,故D正确;
故选:C。
【点评】本题是一综合题,考查化学键类型、氧化还原反应的计算、元素化合物知识、以及盖斯定律,考查了多个考点,设点全面,题目难度适中.
6.(3分)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数( )
A.取a克混合物充分加热,减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
【考点】U5:化学实验方案的评价.菁优网版权所有
【专题】16:压轴题.
【分析】实验方案是否可行,关键看根据测量数据能否计算出结果.
A、此方案利用碳酸氢钠的不稳定性,利用差量法即可计算质量分数;
B、根据钠守恒,可列方程组求解;
C、C项应先把水蒸气排除才合理;
D、根据质量关系,可列方程组求解.
【解答】解:A、在Na2CO3和NaHCO3中,加热能分解的只有NaHCO3,故A项成立;
B、反应后加热、蒸干、灼烧得到的固体产物是NaCl,Na2CO3和NaHCO3转化为NaCl时的固体质量变化不同,由钠元素守恒和质量关系,可列方程组计算,故B项成立;
C、C项中碱石灰可以同时吸收CO2和水蒸气,则无法计算,故C项错误;
D、Na2CO3和NaHCO3转化为BaCO3时的固体质量变化不同,利用质量关系来计算,故D项成立。
故选:C。
【点评】本题看似是实验设计,实际上是从定性和定量两个角度考察碳酸钠和碳酸氢钠性质的不同.
7.(3分)已知反应:2CH3COCH3(l)⇌CH3COCH2COH(CH3)2(l).取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y﹣t)如图所示.下列说法正确的是( )
A.b代表0℃下CH3COCH3的Y﹣t曲线
B.反应进行到20min末,CH3COCH3的
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的
【考点】CM:转化率随温度、压强的变化曲线.菁优网版权所有
【专题】16:压轴题.
【分析】分析图象题时注意曲线的变化,温度越高,化学反应速率越大,达到平衡时的时间就越少,曲线的斜率就越大;根据图象可以看出温度越高CH3COCH3转化的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,CH3COCH3的转化率反而降低,分析图象,当反应进行到66min时a、b曲线对应的转化分数均相同,都是0.113,这说明此时生成的CH3COCH2COH(CH3)2一样多.
【解答】解:A、温度越高反应速率就越快,到达平衡的时间就越短,由图象可看出曲线b首先到达平衡,所以曲线b表示的是20℃时的Y﹣t曲线,故A错;
B、当反应进行到20min时,从图象中可以看出b曲线对应的转化分数高于a曲线对应的转化分数,这说明b曲线在20℃时对应的反应速率快,所以<1,故B错;
C、根据图象温度越高CH3COCH3转化的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,即正方应是放热反应,故C错;
D、根据图象可以看出当反应进行到66min时a、b曲线对应的转化分数均相同,都是0.113,这说明此时生成的CH3COCH2COH(CH3)2一样多,所以从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查转化率随温度变化的图象题,做题时注意观察曲线的变化趋势,以及温度对化学反应速率的影响,本题的关键是根据图象正确判断反应是吸热还是放热.
二、解答题(共4小题,满分58分)
8.(12分)在温度t1和t2下,X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表:
化学方程式
K(t1)
K(t2)
F2+H22HF
1.8×1036
1.9×1032
Cl2+H22HCl
9.7×1012
4.2×1011
Br2+H22HBr
5.6×107
9.3×106
I2+H22HI
43
34
(1)已知t2>t1,HX的生成反应是 放热 反应(填“吸热”或“放热”).
(2)HX的电子式是 .
(3)共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强,HX共价键的极性由强到弱的顺序是 HF、HCl、HBr、HI .
(4)X2都能与H2反应生成HX,用原子结构解释原因: 卤素原子的最外层电子数均为7 .
(5)K的变化体现出X2化学性质的递变性,用原子结构解释原因: 同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多 ,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱.
(6)仅依据K的变化,可以推断出:随着卤素原子核电荷数的增加, ad (选填字母).
a.在相同条件下,平衡时X2的转化率逐渐降低
b.X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
c.HX的还原性逐渐减弱
d.HX的稳定性逐渐减弱.
【考点】43:电子式;BA:吸热反应和放热反应;C8:化学平衡常数的含义;E5:卤素原子结构及其性质的比较.菁优网版权所有
【分析】(1)温度升高,平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,HX的生成反应为放热反应;
(2)HX中H与X以一对共用电子对结合,电子式为:
(3)F、Cl、Br、I的得电子能力依次减小,故HX共价键的极性由强到弱的顺序是HF、HCl、HBr、HI;
(4)X2都能与H2反应生成HX的原因是卤素原子的最外层电子数均为7,得一个电子或形成一个共用电子对时,即可形成8电子稳定结构;
(5)平衡常数越大,说明反应越易进行,F、Cl、Br、I的得电子能力依次减小的主要原因是:同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力依次减弱;
(6)K值越大,说明反应的正向程度越大,即转化率越高,反应的正向程度越小,说明生成物越不稳定,越易分解.
【解答】解:(1)由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以HX的生成反应是发热反应;
(2)HX属于共价化合物,H﹣X之间形成的化学键是极性共价键,因此HX的电子式是;
(3)F、Cl、Br、I属于ⅦA,同主族元素自上而下随着核电荷数的增大,原子核外电子层数逐渐增多,导致原子半径逐渐增大,因此原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,从而导致非金属性逐渐减弱,即这四种元素得到电子的能力逐渐减弱,所以H﹣F键的极性最强,H﹣I的极性最弱,因此HX共价键的极性由强到弱的顺序是HF、HCl、HBr、HI;
(4)卤素原子的最外层电子数均为7个,在反应中均易得到一个电子而达到8电子的稳定结构.而H原子最外层只有一个电子,在反应中也想得到一个电子而得到2电子的稳定结构,因此卤素单质与氢气化合时易通过一对共用电子对形成化合物HX;
(5)平衡常数越大,说明反应越易进行,F、Cl、Br、I的得电子能力依次减小的主要原因是:同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力依次减弱造成的.
(6)K值越大,说明反应的正向程度越大,即转化率越高,a正确;反应的正向程度越小,说明生成物越不稳定,越易分解,因此选项d正确;而选项c与K的大小无直接联系.
故答案为:(1)放热;(2);(3)HF、HCl、HBr、HI;(4)卤素原子的最外层电子数均为7;
(5)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多;(6)ad.
【点评】用图表表述化学过程或呈现背景信息是化学常用的表达方式,全面考查学生分析、比较、概括、归纳问题的能力.
9.(14分)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示.
(1)溶液A的溶质是 NaOH .
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是 2Cl﹣+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH﹣ .
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3.用化学平衡移动原理解释盐酸的作用: Cl2与水的反应为Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的浓度使平衡逆向移动.减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出 .
(4)电解所用的盐水需精制,去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42﹣[c(SO42﹣)>c(Ca2+)].精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是 Mg(OH)2 .
②过程I中将NH4+转化为N2的离子方程式是 2NH4++3Cl2+8OH﹣═N2↑+6Cl﹣+8H2O .
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小.过程II中除去的离子有 SO42﹣、Ca2+ .
④经过程III处理,要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L.若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m3盐水b,至多添加10% Na2SO3溶液 1.76 kg(溶液体积变化忽略不计).
【考点】BH:原电池和电解池的工作原理;DK:以氯碱工业为基础的化工生产简介;PP:粗盐提纯.菁优网版权所有
【专题】17:综合实验题;51I:电化学专题;52:元素及其化合物.
【分析】(1)根据电极反应判断阴极产物;
(2)根据两极的反应书写电解反应式;
(3)根据阳极产物和平衡移动原理分析;
(4)①根据杂质离子和溶液的酸碱性判断能反应生成的沉淀;
②根据A溶液成分和可能具有的性质,结合氧化还原反应和质量守恒定律书写离子方程式;
③根据溶液成分和溶解度大小判断生成的沉淀;
④根据反应方程式和质量守恒解答.
【解答】解:(1)电解饱和食盐水时,阴极反应式为:2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑,阳极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑,阴极产物为NaOH和H2,阳极产物是Cl2,据此可以确定溶液A的溶质是NaOH,故答案为:NaOH;
(2)根据阳极极和阴极的反应式可得电解反应的离子方程式是2Cl﹣+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH﹣,故答案为:2Cl﹣+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH﹣;
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3的作用是促使化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO向左移动,减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出,故答案为:Cl2与水的反应为Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的浓度使平衡逆向移动.减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出;
(4)①根据粗盐水和淡盐水的化学成分,代入题给精制盐水的流程进行分析,可知过程I是将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀除去,即盐泥a中除泥沙外,还含有的物质是Mg(OH)2,
故答案为:Mg(OH)2;
②将NH4+转化为N2的氧化剂是Cl2,对应的离子方程式是2NH4++3Cl2+8OH﹣═N2↑+6Cl﹣+8H2O,故答案为:2NH4++3Cl2+8OH﹣═N2↑+6Cl﹣+8H2O;
③过程II是利用沉淀溶解平衡原理,将溶液中的Ca2+和SO42﹣分别转化为CaCO3和BaSO4沉淀除去,故答案为:SO42﹣、Ca2+;
④NaClO与Na2SO3溶液反应的化学方程式为:NaClO+Na2SO3NaCl+Na2SO4,若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m3盐水b时至少需要10%Na2SO3溶液,若盐水c中剩余Na2SO3的含量为5mg/L,则还需添加10% Na2SO3溶液50g÷10%=0.5kg,因此至多添加10%Na2SO3溶液
的质量为1.26kg+0.5kg=1.76kg.故答案为:1.76.
【点评】本题考查饱和食盐水的电解和粗盐的提纯,题目较为综合,注意平衡移动原理的应用以及物质的量应用于化学方程式的计算.做题时注意题中所给信息,用守恒的方法解答.
10.(15分)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验).
实验操作和现象:
操作
现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡
B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀
C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭
﹣﹣﹣
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸
均未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式是 Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O .
(2)C中白色沉淀是 BaSO4 ,该沉淀的生成表明SO2具有 还原 性.
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是 2NO+O2═2NO2 .
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应.
①为证实各自的观点,在原实验基础上:
甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是 通N2一段时间,排除装置中的空气 ;
乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是 饱和NaHSO3溶液 .
②进行实验,B中现象:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸.结合离子方程式解释实验现象异同的原因: 甲:SO42﹣+Ba2+═BaSO4↓,乙:2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中O2的量 .
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验.B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是 SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀 .
【考点】F5:二氧化硫的化学性质;U2:性质实验方案的设计.菁优网版权所有
【专题】16:压轴题.
【分析】(1)由题给实验目的和实验可知,A中发生的反应方程式为:Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)C中白色沉淀不溶于稀盐酸,说明沉淀是BaSO4,原因是硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化为SO42﹣,说明SO2具有还原性;
(3)C中液面上方生成浅棕色气体则是硝酸还原生成的NO,遇O2生成了红棕色的NO2之故,化学方程式是2NO+O2═2NO2;
(4)甲同学为排除装置内空气对实验结果的影响,在Cu与浓硫酸反应前,可先通一会儿N2;乙同学为除去白雾或SO2中的
SO3,可在A、B间增加一个盛放浓硫酸或饱和NaHSO3溶液的洗气瓶;
由于甲同学没有排除白雾的干扰,生成BaSO4沉淀的离子方程式为SO42﹣+Ba2+═BaSO4↓;乙同学没有排除空气的干扰,其生成BaSO4的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+;
(5)合并甲、乙两同学的方案进行实验时,B中无沉淀生成,C中产生白色沉淀,说明SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀.
【解答】解:(1)铜和浓硫酸加热条件下生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为:Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)A中生成气体SO2,C中的白色沉淀不溶于稀盐酸,说明C中沉淀为是BaSO4,原因是硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化为SO42﹣,说明SO2具有还原性;
(3)C中发生的反应是3SO2+3Ba2++2NO3﹣+2H2O═3BaSO4↓+2NO↑+4H+,C中液面上方生成浅棕色气体则是硝酸还原生成的NO遇O2生成了红棕色的NO2之故,化学方程式是2NO+O2═2NO2;
(4)A中白雾与氯化钡反应能生成BaSO4沉淀,故其可能含有SO3或H2SO4,;甲同学为排除装置内空气对实验结果的影响,在Cu与浓硫酸反应前,可先通一会儿N2;A中白雾可能含有SO3或H2SO4,乙同学为除去白雾或SO2中的SO3,可在A、B间增加一个盛放浓硫酸或饱和NaHSO3溶液的洗气瓶;在甲、乙两同学的实验中,B中均出现了不溶于稀盐酸的白色沉淀,说明该白色沉淀都是BaSO4,由于甲同学没有排除白雾的干扰,故生成BaSO4沉淀的离子方程式为SO42﹣+Ba2+═BaSO4↓;乙同学没有排除空气的干扰,其生成BaSO4的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中氧气的量,所以甲中产生大量白色沉淀,乙中产生少量白色沉淀;
(5)合并甲、乙两同学的方案进行实验时,B中无沉淀生成,C中产生白色沉淀,说明SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀.
故答案为:(1)Cu+2H2SO4═CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)BaSO4,还原;
(3)2NO+O2═2NO2,
(4)①通N2一段时间,排除装置中的空气;饱和NaHSO3溶液;
②甲:SO42﹣+Ba2+═BaSO4↓,乙:2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中O2的量;
(5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀.
【点评】本题主要考查了SO2的制取、性质及BaSO3、BaSO4的性质知识等,同时考查了学生的实验设计、分析、检验、推断等基本技能,充分考查了学生的思维分析能力等,综合性强.
11.(17分)常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下:
已知:Ⅰ.RCHO+R’CH2CHO+H2O(R、R’表示烃基或氢)
Ⅱ.醛与二元醇(如:乙二醇)可生成环状缩醛:
(1)A的核磁共振氢谱有两种峰.A的名称是 乙醛 .
(2)A与合成B的化学方程式是 .
(3)C为反式结构,由B还原得到.C的结构式是 .
(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色.N由A经反应①~③合成.
a.①的反应试剂和条件是 稀NaOH;加热 .
b.②的反应类型是 加成反应 .
c.③的化学方程式是 .
(5)PVAc由一种单体经加聚反应得到,该单体的结构简式是 CH3COOCH=CH2 .
(6)碱性条件下,PVAc完全水解的化学方程式是 .
【考点】HB:有机物的推断;HC:有机物的合成.菁优网版权所有
【专题】16:压轴题.
【分析】根据A的分子式和A转化为B的反应条件,结合题给信息I和A的核磁共振氢谱,可以确定A为乙醛,B为 ;由C为反式结构,由B还原得到,可以确定C中仍具有C=C,被还原的基团应是﹣CHO,由此即可确定C的结构式;根据D的分子式C11H12O2,可以确定其不饱和度为6,结合生成D的反应条件,可确定D为 ,进而确定M为乙酸;由PVB的结构简式和题给信息II可确定其单体之一是CH3(CH2)2CHO,即N为CH3(CH2)2CHO;另一高分子化合物PVA为,进而推出PVAc的单体为CH3COOCH=CH2;由A和N的结构简式,结合题给信息I即可推出E为,CH3CH=CHCHO,F为CH3(CH2)3OH.由此即可按题设要求回答有关问题.
【解答】解:(1)A的分子式是C2H4O,且A的核磁共振氢谱有两种峰,因此A只能是乙醛,故答案为:乙醛;
(2)A为乙醛,B为 ,反应的方程式为,
故答案为:;
(3)C为反式结构,说明C中含有碳碳双键.又因为C由B还原得到,B中含有醛基,因此C中含有羟基,故C的结构简式是,
故答案为:;
(4)根据PVB的结构简式并结合信息Ⅱ可推出N的结构简式是CH3(CH2)2CHO,又因为E能使Br2的CCl4溶液褪色,所以E是2分子乙醛在氢氧化钠溶液中并加热的条件下生成的,即E的结构简式是CH3CH=CHCHO,然后E通过氢气加成得到F,所以F的结构简式是CH3CH2CH2CH2OH.F经过催化氧化得到N,方程式为,
故答案为:a稀NaOH;加热;b加成反应;c;;
(5)由C和D的结构简式可知M是乙酸,由PVB和N的结构简式可知PVA的结构简式是聚乙烯醇,因此P