课时跟踪检测(一) 原子核外电子的排布、元素周期律
一、单项选择题
1.不符合原子核外电子排布基本规律的是( )
A.核外电子总是优先排在能量低的电子层上
B.K层是能量最低的电子层
C.N电子层为次外层时,最多可容纳的电子数为18
D.各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2
解析:选D 根据核外电子排布规律知,核外电子总是优先排布在能量最低的电子层上,次外层电子数不超过18个,第n电子层最多可容纳的电子数为2n2个,A、B、C正确,D错误。
2.下列说法中正确的是( )
A.元素性质的周期性变化是指原子半径、元素的主要化合价及原子核外电子排布的周期性变化
B.元素性质的周期性变化决定于元素原子核外电子排布的周期性变化
C.从Li―→F,Na―→Cl,元素的最高化合价均呈现从+1价―→+7价的变化
D.电子层数相同的原子核外电子排布,其最外层电子数均从1个到8个呈现周期性变化
解析:选B 元素性质不包括核外电子排布,A错误;O无最高正价,F无正价,C错误;由H到He最外层电子数从1到2,D错误。
3.下列原子结构示意图正确的是( )
解析:选C A项中正确的原子结构示意图为;B项中正确的原子结构示意图为;D项中正确的原子结构示意图为。
4.下列判断正确的是( )
A.核电荷数:Al<Na B.金属性:Na>Al
C.原子序数:Na>Cl D.原子半径:Cl>Na
解析:选B A项中核电荷数大小关系为Al>Na,错误;B项中元素的金属性关系为Na>Al,正确;C项中Na是11号元素,Cl是17号元素,所以原子序数:Na<Cl,错误;D项中11~17号的元素,原子序数越大,原子半径就越小,所以原子半径:Cl<Na,错误。
5.已知下列元素原子的半径为:
N | O | Si | P | |
原子结构示意图 | ||||
原子半径(10-10 m) | 0.75 | 0.74 | 1.17 | r |
根据以上数据,磷原子的半径r可能是( )
A.1.43×10-10 m B.1.10×10-10 m
C.1.20×10-10 m D.0.70×10-10 m
解析:选B P与N最外层电子数相同,原子序数P>N,则原子半径r>0.75,P与Si电子层数相同,原子序数P>Si,则原子半径r<1.17,故0.75<r<1.17,B正确。
二、不定项选择题
6.下列排列顺序不正确的是 ( )
A.原子半径:钠>硫>氯
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:H2SO4<H3PO4
C.最高正化合价:氯>硫>磷
D.热稳定性:硫化氢>氯化氢
解析:选BD 硫元素的非金属性强于磷元素的非金属性,相对应的最高价氧化物对应的水化物的酸性H2SO4>H3PO4,氯元素的非金属性强于硫元素的非金属性,则生成相应氢化物的热稳定性应为氯化氢>硫化氢,故B、D项符合题意。
7.下列事实不能作为实验判断依据的是( )
A.钠和镁分别与冷水反应,判断金属活动性强弱
B.铁投入CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠与铁的金属活动性强弱
C.酸性H2CO3<H2SO4,判断硫与碳的非金属活动性强弱
D.Br2与I2分别与足量的H2反应的难易,判断溴与碘的非金属活动性强弱
解析:选B A项符合金属与水反应判断金属活动性强弱的依据;因Na的金属活动性太强,与溶液反应时会先与H2O反应,故B项不能作为判断依据;C项中H2CO3、H2SO4都是最高价含氧酸,由它们的酸性强弱可以判断硫的非金属性比碳强;D项所述符合根据非金属单质与H2反应难易判断非金属活动性强弱的依据。
8.下列事实与推论相符的是( )
选项 | 实验事实 | 推论 |
A | H2O的沸点比H2S的沸点高 | 非金属性:O>S |
B | 盐酸的酸性比H2SO3的酸性强 | 非金属性:Cl>S |
C | 钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈 | 金属性:Na<K |
D | HF的热稳定性比HCl的强 | 非金属性:F>Cl |
解析:选CD A项,H2O常温下是液体,H2S常温下是气体,沸点:H2O>H2S,但沸点高低是物理性质,与元素的非金属性强弱无关,错误;B项,盐酸是无氧酸,H2SO3不是最高价含氧酸,即两者都不属于最高价氧化物的水化物,虽然盐酸比H2SO3酸性强,也不能证明非金属性:Cl>S;C项,元素的金属性越强,其单质与水或酸发生反应产生氢气就越容易,则钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈,则金属性K>Na,正确;D项,元素的非金属性越强,其相应氢化物的热稳定性越强,热稳定性:HF>HCl,则非金属性:F>Cl,正确。
三、非选择题
9.X、Y、Z、W为1~18号中的四种元素,其最高正价依次为+1、+4、+5、+7,核电荷数按照Y、Z、X、W的顺序增大。已知Y与Z的原子次外层的电子数均为2,W、X的原子次外层的电子数为8。
(1)写出元素的名称:
X________,Z________。
(2)画出它们的原子结构示意图:
Y________,W________。
(3)写出X的最高价氧化物与Z的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(4)按碱性减弱,酸性增强的顺序排出各元素最高价氧化物对应水化物的化学式:________、________、________、________。
解析:由Y、Z原子的次外层均有2个电子,结合最高正价知Y为碳,Z为氮;又知W、X原子次外层有8个电子,结合最高正价知W为氯,X为钠。
答案:(1)钠 氮 (2)
(3)Na2O+2HNO3===2NaNO3+H2O
(4)NaOH H2CO3 HNO3 HClO4
10.A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增多,它们离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等,D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。
回答以下问题:
(1)四种元素的元素符号依次是A________;B________;C________;D________。它们原子半径由大到小的顺序是______________________。
(2)写出四种元素最高价氧化物对应水化物的化学式______________________,分别比较酸性或碱性的强弱______________________。
(3)写出气态氢化物分子式________________,比较其稳定性________________。
解析:因A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等,所以A的核电荷数为2×8=16,A为硫元素,D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半,则D原子的核电荷数是(2+8)×2=20,为钙元素。根据核电荷数依次增大并都形成离子,排除氩元素,B为氯元素,C为钾元素。
答案:(1)S Cl K Ca r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)
(2)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2
酸性:HClO4>H2SO4,碱性:KOH>Ca(OH)2
(3)HCl、H2S HCl>H2S
一、单项选择题
1.下列说法中错误的是 ( )
A.质子数相同的原子,其核外电子排布也相同
B.质量数相同的不同原子,其化学性质一定相同
C.金属性越强,其原子在反应中越易失去电子
D.非金属性越强,其阴离子越难失去电子
解析:选B A项中原子呈电中性,质子数等于核外电子数,正确;B项中决定化学性质的是元素原子的最外层电子数,而质量数等于质子数和中子数之和,所以质量数相同的原子,核外电子数不一定相等,错误;C项中金属性越强,金属越活泼,还原性越强,越容易失去电子,正确;D项中非金属性越强,非金属越活泼,越易得电子,得电子后的微粒越难失去电子,正确。
2.A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,A和B分别是( )
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氢原子
C.碳原子和铝原子 D.氮原子和碳原子
解析:选C A原子的M层比B原子的M层少3个电子,说明B原子的M层最少有3个电子,而B原子的L层为8个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,A原子的L层有4个电子,故A的原子结构示意图为,是碳;B的原子结构示意图为,是铝。
3.下列递变规律正确的是( )
A.HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强
B.HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
C.钠、镁、铝的还原性依次减弱
D.N、O、F原子半径逐渐增大
解析:选C A项,HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱,错误;B项,HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,错误;C项,钠、镁、铝的还原性依次减弱,正确;D项,N、O、F原子半径逐渐减小,错误。
4.关于11~17号元素性质的比较中:①元素的最高正化合价依次升高;②元素的非金属性逐渐增强;③元素的金属性依次减弱;④元素的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强。正确的说法是( )
A.①② B.③④
C.全都不正确 D.①②③④
解析:选D 11~17号元素,原子的电子层数相同,核电荷数递增,元素的金属性减弱,非金属性增强,元素的最高正化合价从+1升高到+7价,对应最高价氧化物的水化物的碱性减弱,酸性增强。
5.下列叙述中能说明A比B金属活泼性强的是 ( )
A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.A原子的电子层数比B原子电子层数多
C.1 mol A从酸中置换出的H2比1 mol B从酸中置换出的H2多
D.常温下,A能从水中置换出H2,而B不能
解析:选D 选项A中只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少,而不能确定A、B的金属性强弱。选项B中电子层数多的原子不一定比电子层数少的原子的金属性强。选项C中说明了等物质的量的A、B与酸反应生成H2的多少,未说明与酸反应的快慢,与酸反应生成H2多的金属活泼性不一定强。如与足量的稀盐酸反应时,1 mol Al比1 mol Na生成的H2多,但Al不如Na活泼。选项D正确,只有很活泼的金属在常温下才与水反应,而较活泼的金属在常温时不与水发生反应。
二、不定项选择题
6.某元素X的气态氢化物化学式为H2X,下面的叙述不正确的是( )
A.该元素的原子最外电子层上有6个电子
B.该元素最高正价氧化物的化学式为XO2
C.该元素是非金属元素
D.该元素最高正价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4
解析:选BD 根据元素X的化学式H2X,元素X显-2价,最高正化合价为+6价,原子最外层有6个电子;最高正价氧化物的化学式为XO3,最高正价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4;存在气态氢化物的为非金属元素。
7.某元素X最高价含氧酸的化学式为HnXO2n-2,则在其气态氢化物中X元素的化合价为( )
A.5n-2 B.3n-12
C.3n-6 D.n-10
解析:选B 设X的最高化合价为y,n+y-2(2n-2)=0,所以y=3n-4,则在氢化物中显负价:-[8-(3n-4)]=3n-12。
8.原子序数11~17的X、Y、Z三种元素,已知其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序是:HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断中正确的是( )
A.原子半径:X>Y>Z
B.单质的非金属性:X>Y>Z
C.气态氢化物稳定性:X<Y<Z
D.原子序数:X>Y>Z
解析:选BD 从最高价氧化物对应水化物的酸性强弱可知:三种元素的非金属性强弱顺序为X>Y>Z,原子序数为Z<Y<X。根据元素周期律可得,原子半径的大小顺序为Z>Y>X,气态氢化物的稳定性为HX>H2Y>ZH3,即X>Y>Z。
三、非选择题
9.某同学做元素周期律性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表(记录现象时随手记在纸片上,不对应,需整理):
实验方案 | 实验现象 |
①用砂纸打磨后的镁带与沸水反应,再向反应液中滴加酚酞 | A.浮于水面,熔成小球,在水面上无定向移动随之消失,溶液变成红色 |
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水 | B.产生大量气体,可在空气中燃烧,溶液变成浅红色 |
③钠与滴有酚酞溶液的冷水反应 | C.反应不十分剧烈,产生的气体可以在空气中燃烧 |
④镁带与 2 mol·L-1的盐酸反应 | D.剧烈反应,产生的气体可以在空气中燃烧 |
⑤铝条与2 mol·L-1的盐酸反应 | E.生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠 | F.生成淡黄色沉淀 |
请帮助该同学整理并完成实验报告
(1)实验目的:_________________________________________________________。
(2)实验用品:________、________、砂纸、镊子、小刀、________。
(3)实验内容
实验方案(填序号) | 实验现象 (填序号) | 有关化学方程式 |
③ | ||
B | ||
④ | ||
⑤ | ||
E | ||
F | ||
(4)实验结论
金属性强弱:__________________________________________________________。
非金属性强弱:________________________________________________________。
解析:分析每个实验可知:①③做的是镁、钠分别和水反应的实验,比较两者和水反应的难易程度,及两者碱性的强弱;②Cl2能从H2S中置换出硫;④⑤可分别得出镁、铝和盐酸置换反应的难易;⑥氢氧化铝是一种两性氢氧化物。把上述分析结果连成一个整体从中可比较出钠、镁、铝三种元素金属性强弱和氯、硫两种元素的非金属性的强弱。
(2)回忆每个实验过程可知,这些实验要用到的仪器有:试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等。
(3)根据单质和化合物的性质,可确定实验操作顺序和相关实验现象。
答案:(1)验证Na、Mg、Al、S、Cl元素金属性递减、非金属性递增的规律
(2)试管 酒精灯 胶头滴管
(3)
实验方案(填序号) | 实验现象(填序号) | 有关化学方程式 |
A | 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ | |
① | Mg+2H2O | |
D | Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ | |
C | 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ | |
⑥ | AlCl3+3NaOH=== Al(OH)3↓+3NaCl,Al(OH)3+NaOH=== NaAlO2+2H2O | |
② | H2S+Cl2===2HCl+S↓ | |
(4)Na>Mg>Al S
10.有A、B、C、D、E五种元素,它们的原子序数按E、C、D、 A、B依次增大,E原子最外层有4个电子;A-与B+的 核外电子排布相同;D的气态氢化物的化学式为H2D,最高价氧化物中D的质量分数为40%,且D原子核内质子数和中子数相等;C的原子序数比D少9,比B少12,其气态氢化物中氢的质量分数为17.65%。
(1)写出五种元素的元素符号:A________,B________,C________,D________,E________。
(2)画出A-、B+的结构示意图:________,________。
(3)A、D最高价氧化物对应的水化物化学式分别为________、________。
(4)写出E的最高价氧化物与过量的B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(5)写出B、C最高价氧化物对应的水化物之间相互反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
解析:D的最高价氧化物分子式为DO3,D的质量分数为40%,可推出D的相对原子质量为32,从而推出D为S元素;C原子序数比D少9,比B少12,C为N元素,B为K元素;A-与B+核外电子排布相同,则A为Cl元素;E原子最外层有4个电子,且原子序数按E、C、D、A、B依次增大,则E为C元素。
答案:(1)Cl K N S C (2)
(3)HClO4 H2SO4
(4)CO2+2OH-===CO
(5)KOH+HNO3===KNO3+H2O
课时跟踪检测(二) 元素周期表及其应用
一、单项选择题
1.下列关于元素周期表的说法中正确的是( )
A.同一主族元素的原子序数的差不可能为10
B.同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数差值一定是1
C.催化剂一般在金属与非金属的分界线处寻找
D.过渡元素全部是金属元素
解析:选D A项,同一主族元素的原子序数差可能为10,如H元素与Na元素,错误;B项,短周期第ⅡA族与第ⅢA族相邻,若为长周期原子序数差不一定是1,如第4周期,相差11,错误;C项,在过渡金属中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀合金元素,错误;D项,过渡元素全部是金属元素,正确。
2.下列元素中,非金属性最强的是( )
A.F B.Cl
C.Br D.I
解析:选A 同一主族,从上到下非金属性逐渐减弱,故选A。
3.某元素的离子带2个单位正电荷,它的核外电子排布为,此元素在周期表中的位置是( )
A.第2周期零族 B.第3周期ⅡA族
C.第2周期ⅥA族 D.第3周期ⅢA族
解析:选B 由题意知,该元素原子的核外电子排布为,所以该元素在周期表中第3周期ⅡA族,故B正确。
4.下列性质递变规律错误的是( )
A.金属性:K>Na>Li
B.氧化性:F2>Cl2>Br2
C.还原性:I->Br->Cl-
D.酸性:HClO>H2SO4>H3PO4
解析:选D D项,HClO为弱酸,而H2SO4为强酸,故D错。
5.下列说法正确的是( )
A.碱性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3
B.ⅠA、ⅡA族元素都是金属元素
C.非金属性:F>Cl>Br>I,则酸性HF>HCl>HBr>HI
D.氟元素为非金属性最强的元素,氟无正价
解析:选D 由于金属性:Na>Mg>Al,故碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,A错误;ⅠA族中的氢元素为非金属元素,B错误;元素非金属性强,可说明其最高价含氧酸酸性强,C错误。
二、不定项选择题
6.元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较低
C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强
D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
解析:选BC O无最高正价,F和稀有气体元素没有正价,A错误;多电子原子中,能量低的电子在离核较近的区域内运动,B正确;P、S、Cl的非金属性依次增强,得电子能力与最高价含氧酸(H3PO4、H2SO4、HClO4)的酸性均依次增强,C正确;过渡元素是第3纵行到第12纵行的元素,包括了七个副族与第Ⅷ族,D错误。
7.短周期元素A、B、C的位置如图所示,已知B、C两元素所在族序数之和是A元素所在族序数的二倍,B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则A、B、C依次是( )
A.Be、Na、Al B.C、Al、P
C.O、P、Cl D.B、Mg、Si
解析:选C 设空格处元素为X,其原子序数为x,则据题意知A、B、C原子序数的关系:(x-1)+(x+1)=(x-8)×4,解得x=16,所以A、B、C分别为氧、磷、氯。
8.短周期主族元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图,下列推论合理的是 ( )
X | Y |
Z | |
A.若Z的核电荷数是Y的两倍,则X为碳元素
B.若X、Y、Z的单质常温下都是气体,则Y为氧元素
C.若X、Y、Z都是非金属元素,则它们气态氢化物的水溶液都显酸性
D.若X、Y、Z的原子序数之和等于25,则它们都是非金 属元素
解析:选D 若Z的核电荷数是Y的两倍,Z是硫元素,Y是氧元素,X是氮元素,A错误;常温下O2、F2、Cl2都是气体,故Y是氟,B错误;如果X、Y、Z分别为O、F、Cl,O的氢化物H2O显中性,C错误;设X、Y、Z的原子序数为y-1、y、y+8,则(y-1)+y+(y+8)=25,则y=6,故三者分别为B、C、Si,D正确。
三、非选择题
9.下表是元素周期表的一部分,根据表中列出的10种元素,回答下列问题。
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
2 | N | O | F | Ne | ||||
3 | Na | Mg | Al | Si | S | Cl | ||
(1)非金属性最强的元素是________;
(2)Ne原子结构示意图为________;
(3)N和O中,原子半径较小的是________;
(4)H2S和HCl中,热稳定性较强的是________;
(5)MgO和Al2O3中,属于两性氧化物的是________;
(6)元素最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是________ (填化学式)。
解析:(1)同周期从左向右非金属性增强(稀有气体除外),同主族从上到下非金属性减弱,因此非金属性最强的是F;(2)Ne是10号元素,其原子结构示意图为;(3)同周期原子半径随着原子序数的递增而减小,N和O中,半径较小的是O;(4)非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,根据(1)的分析,非金属性Cl>S,即HCl比H2S稳定;(5)属于两性氧化物的是Al2O3,MgO是碱性氧化物;(6)金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,根据同周期从左向右金属性减弱,Na的金属性最强,即碱性最强的是NaOH。
答案:(1)F(或氟) (2) (3)O (4)HCl
(5)Al2O3 (6)NaOH
10.四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示,其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
X | Y |
Z | W |
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第________周期________族。
(2)这些元素的氢化物中,水溶液碱性最强的是______________(写化学式)。
(3)X和W最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是__________(写化学式)。
(4)Y的最高价氧化物的化学式为______________。
解析:由于第1周期只有2种元素,根据短周期元素在周期表中的位置,确定Z只能是第3周期的元素,假设其最外层电子数为x,则有2+8+x=3x,解得x=5,即Z为磷元素,据此可以判断出W是硫、Y是氮、X是碳。
(1)磷位于元素周期表的第3周期ⅤA族。
(2)NH3的水溶液碱性最强。
(3)C和S最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3和H2SO4,H2SO4酸性较强。
(4)氮元素最高正价为+5价,最高价氧化物为N2O5。
答案:(1)3 ⅤA (2)NH3 (3)H2SO4 (4)N2O5
一、单项选择题
1.如图所示,元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是( )
A.虚线左下方的元素均为非金属元素
B.紧靠虚线两侧的元素都是具有金属性和非金属性的金属元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D.在虚线的右上方,可寻找耐高温材料
解析:选C A项,虚线左下方的元素均为金属元素,错误;B项,紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素,如硅是非金属,错误;C项,元素周期表中金属和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性,也具有非金属性,可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等),正确;D项,在过渡元素中可寻找耐高温材料,错误。
2.下列排列顺序错误的是( )
A.原子半径:O<S
B.稳定性:PH3>H2S
C.酸性:H3PO4<H2SO4
D.碱性:Al(OH)3<Mg(OH)2
解析: 选B O与S同主族,但S原子的电子层数多,所以半径比O原子大,故选项A正确;P与S同周期,由于非金属性P<S,则稳定性PH3<H2S,故选项B错误;同周期元素从左到右,金属性减弱,非金属性增强,最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,酸性增强,故选项C、D均正确。
3.现在含有元素硒(Se)的保健品开始进入市场,已知硒元素与氧元素同主族,与钾元素同周期,则下列关于硒的叙述中不正确的是( )
A.原子序数为34
B.最高价氧化物的化学式为SeO3
C.非金属性比S强
D.气态氢化物化学式为H2Se
解析:选C A项,硒元素与氧元素同主族,原子最外层有6个电子,原子核外有4个电子层,则其原子序数是8+8+18=34,正确;B项,Se最外层有6个电子,最高正化合价为+6价,最高价氧化物的化学式为SeO3,正确;C项,同一主族的元素,自上而下,元素的非金属性减弱,所以Se比S的非金属性弱,错误;D项,Se的负化合价为-2价,其气态氢化物化学式为H2Se,正确。
4.下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是( )
①原子半径:Z>Y>X
②气态氢化物的稳定性:R>W
③WX3和水反应形成的化合物是碱
④Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
解析:选D 由图表中各元素的化合价及原子序数由左到右依次增大等信息,可以判断X为O,Y为Na,Z为Al,W为S,R为Cl。原子半径为Na>Al>O,①错误;Cl元素的非金属性强于S元素,则HCl的稳定性强于H2S,②正确;SO3与水发生反应生成H2SO4,H2SO4为酸类化合物,③错误;Na、Al元素的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3,Al(OH)3为两性氢氧化物,能与NaOH反应,④正确。
5.X、Y、Z三种短周期元素在周期表中的位置如右图所示。若这三种元素的原子序数之和为32,则Y元素是( )
X | Z | |
Y | ||
A.碳 B.氧
C.硫 D.氯
解析:选C 据题意可知X、Z为第2周期元素,Y为第3周期元素,设Y原子序数为y。则X、Z的原子序数分别为y-9,y-7,故y+(y-9)+(y-7)=32,y=16,即Y为硫元素。
二、不定项选择题
6. 锗(Ge)是第4周期ⅣA族元素,处于周期表中金属区与非金属区的交界线上,下列叙述正确的是( )
A.锗是一种金属性很强的元素
B.锗的单质具有半导体的性能
C.锗化氢(GeH4)稳定性很强
D.锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸
解析:选B 依据同主族元素性质递变规律可知,气态氢化物稳定性:CH4>SiH4>GeH4,而已知硅烷(SiH4)不稳定,故GeH4稳定性很弱;最高价氧化物的水化物酸性:H2CO3>H4SiO4>H4GeO4,故H4GeO4为难溶于水的弱酸。因为锗处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上,所以锗单质应具有半导体的性能。
7.(全国甲卷)a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相同,d和b同族。下列叙述错误的是( )
A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.c的原子半径是这些元素中最大的
D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
解析:选A 由题中所给的信息可知,a为H,b为O,c 为Na,d为S。A项中,H与Na可以形成化合物NaH,H的化合价为-1;B项中,O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物;C项中,四种元素原子半径大小顺序为Na>S>O>H; D项中,H与S形成化合物H2S,其水溶液呈弱酸性。
8.X、Y、Z是3种短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z位于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是( )
A.元素非金属性由弱到强的顺序为Z
B.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4
C.3种元素的气态氢化物中,Z的气态氢化物最稳定
D.原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X
解析:选AD 由“X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍”知,X为氧元素,又X、Y为同一主族的短周期元素,则Y为硫元素;又由Y、Z同周期,Z原子的核外电子数比Y原子少1,Z为磷元素。由元素周期律知,3种元素的非金属性强弱为O>S>P,原子半径的大小为P>S>O,气态氢化物的稳定性为H2O>H2S>PH3,硫的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SO4。
三、非选择题
9.短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示,其中,T所处的周期序数与主族序数相等。
请回答下列问题:
(1)T的原子结构示意图为 。
(2)元素的非金属性(原子的得电子能力):Q W(填“强于”或“弱于”)。
(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应,生成两种物质,其中一种是气体,反应的化学方程式为________________________________________________。
(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是 。
(5)R有多种氧化物,其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下,2 L的甲气体与0.5 L的氧气相混合,若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成R的含氧酸盐只有一种,则该含氧酸盐的化学式是 。
解析:根据T在元素周期表中的相对位置及T所处的周期序数与主族序数相等,判断T是Al,Q是C,R是N,W是S;然后根据周期表中元素性质的变化规律和题给信息就可解决问题。其中(5)相对分子质量最小的氮的氧化物是NO,2 L的NO气体与0.5 L的氧气混合,反应生成1 L NO2,剩余1 L NO,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,由化学方程式可知,生成的含氧酸盐为NaNO2。
答案:(1)
(2)弱于
(3)S+2H2SO4(浓)
(4)2H2O2
(5)NaNO2
10.有A、B、C、D、E五种短周期元素,其元素特征信息如下表:
元素编号 | 元素特征信息 |
A | 其单质是密度最小的物质 |
B | 阴离子带两个单位负电荷,单质是空气的主要成分之一 |
C | 其阳离子与B的阴离子有相同的电子层结构,且与B可以形成两种离子化合物 |
D | 其氢氧化物和氧化物都有两性,与C同周期 |
E | 与C同周期,原子半径在该周期最小 |
回答下列问题:
(1)写出下列元素的名称:C________,E________。
(2)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序是(用化学式表示)__________________。
(3)①写出E单质与A、B、C形成的化合物反应的化学方程式:____________________。
②D单质与A、B、C形成的化合物的水溶液反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
解析:由元素特征信息知,A是氢元素,B是氧元素;C与氧可形成两种离子化合物,且与B的阴离子有相同的电子层结构,则C是钠元素,D是铝元素,E是氯元素。
答案:(1)钠 氯
(2)r(O2-)>r(Na+)>r(Al3+)
(3)①Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
②2Al+2OH-+2H2O===2AlO
课时跟踪检测(三) 离子键
一、单项选择题
1.对于NaCl的下列叙述正确的是 ( )
A.表示一个氯化钠分子
B.Na+与Cl-之间存在离子键
C.Na+与Cl-的结构示意图相同
D.在氯化钠中存在钠原子和氯原子
解析:选B NaCl是离子化合物,氯化钠固体中不存在分子也不存在原子,A、D两项错误;Na+的结构示意图是,Cl-的结构示意图是,C选项错误。
2.下列叙述中正确的是( )
A.化学键只存在于分子之间
B.化学键只存在于离子之间
C.形成化学键的微粒可以是原子也可以是离子
D.化学键是相邻的分子之间强烈的相互作用
解析:选C 化学键是物质中直接相邻的原子或离子之间的强烈的相互作用。在把握概念时注意:①相邻,因为若不相邻,其作用必然很弱;②原子或离子是成键微粒;③强烈的相互作用区别于弱的相互作用。
3.下列物质中含有离子键的是( )
A.Cl2 B.CO2
C.NaCl D.CH4
解析:选C 离子键一定存在于离子化合物中,Cl2为单质,CO2、CH4分子中不存在离子,无离子键,NaCl为离子化合物。
4.下列微粒电子式错误的是( )
解析:选B S2-的电子式是,因为它是阴离子,必须加“[ ]”。
5.关于离子键的下列说法中,正确的是 ( )
A.阴、阳离子之间的相互吸引作用称为离子键
B.只有金属阳离子与其他阴离子之间才能形成离子键
C.含有离子键的物质一定是化合物
D.金属卤化物中一定含有离子键
解析:选C 阴、阳离子之间的相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面,故选项A错误;并不只是金属阳离子与其他阴离子之间才能形成离子键,如NH4Cl是不含金属元素,但靠离子键结合而成的物质;形成离子键时必须含有阴、阳离子,即至少含有2种元素,故含有离子键的物质一定是化合物;金属卤化物不一定含有离子键,如AlCl3、BeCl2中就不存在离子键。
二、不定项选择题
6.最可能形成离子键的是( )
A.任意两种元素之间的化合
B.两种非金属元素之间的化合
C.任何金属元素与非金属元素之间的化合
D.活泼金属元素与活泼非金属元素之间的化合
解析:选D 活泼金属易失电子形成阳离子,活泼非金属易得电子形成阴离子,阴、阳离子形成离子键。
7.下列说法正确的是( )
A.熔化状态下能导电的物质一定是离子化合物
B.离子化合物可能由非金属元素组成
C.离子化合物均能溶于水
D.离子化合物中一定含离子键
解析:选BD 熔化状态下能导电的物质有金属、离子化合物,A项不正确;离子化合物也可由非金属元素组成,如NH4Cl,B项正确;像BaSO4等离子化合物难溶于水,C项不正确;只要有离子键的化合物一定是离子化合物,故D项正确。
8.能以离子键相结合生成A2B型(B为阴离子)离子化合物的是( )
A.原子序数为11和17的元素
B.原子序数为20和9的元素
C.原子序数为13和17的元素
D.原子序数为19和16的元素
解析:选D 原子序数是11和17的元素分别是Na、Cl,形成离子化合物NaCl(AB型);B项的两元素是Ca、F,能形成离子化合物CaF2(AB2型);C项的两元素是Al、Cl,形成AlCl3不是离子化合物;D项两元素是K、S,能形成化合物K2S(A2B型)。
三、非选择题
9.短周期元素X、Y、Z在周期表中位置关系如右图所示。
(1)X元素的单质分子式是________,分子中________(填“有”或“无”)化学键。
(2)Y与钠形成的化合物的电子式为________,Z与钾形成的化合物的电子式为________。
解析:依据题意知X处于第1周期,故为氦元素,其为单原子分子,无化学键;Y处于第2周期ⅦA族,为氟元素,与钠化合时生成NaF;Z处于第3周期ⅥA族,为硫元素,与钾形成的化合物为K2S。
答案:(1)He 无
10.一种融雪剂,其主要成分的化学式为XY2,X、Y均为周期表前20号元素,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1 mol XY2含有54 mol电子。
(1)该融雪剂的化学式是________,该物质中化学键类型是________,电子式是________。
(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,D与Y相邻,则D的离子结构示意图是________。
(3)W是与D同主族的短周期元素,Z是第3周期金属性最强的元素,Z的单质在W的常见单质中反应时有两种产物:不加热时生成________________(填化学式),其化学键类型为________;加热时生成____________(填化学式)。
解析:(1)X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同,且1 mol XY2中含54 mol电子,则每摩尔X、Y的离子含18 mol e-,可推出其化学式应为CaCl2,即X为Ca,Y为Cl。(2)D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,则其为He或C或S或Kr,又因D与Y相邻,则D为S。(3)W是与硫同主族的短周期元素,则W是氧;Z是第3周期金属性最强的元素,则Z是Na。Na在O2中反应不加热时生成Na2O,加热时生成Na2O2,Na2O中Na+与O2-间形成离子键,故Na2O属于离子化合物。
答案:(1)CaCl2 离子键
(2) (3)Na2O 离子键 Na2O2
一、单项选择题
1.下列叙述中不正确的是( )
A.活泼金属元素与活泼非金属元素化合时,能形成离子键
B.阴、阳离子通过静电引力所形成的化学键叫做离子键
C.离子所带电荷的符号和数目与原子成键时得失电子有关
D.阴、阳离子间通过离子键形成的化合物一定是离子化合物
解析:选B 活泼金属元素的原子容易失去电子形成阳离子,活泼非金属元素的原子容易得电子形成阴离子,阴、阳离子间通过静电作用形成离子键,A项正确;静电作用包括静电引力和静电斥力,所以B项错误;原子形成离子键时,失电子带正电荷,得电子带负电荷,且离子所带电荷数与得失电子数一致,C项正确;由离子键形成的化合物一定是离子化合物,D项正确。
2.下列有关离子键和离子化合物的说法中正确的是( )
A.凡含离子键的化合物,一定含金属元素
B.强碱、盐、活泼金属氧化物不属于离子化合物
C.离子化合物一定能导电
D.原子序数为11与9的元素能够形成离子化合物,该化合物中存在离子键
解析:选D A中,如NH4Cl中含有离子键,但不含金属元素;B中,如NaOH、Na2SO4、Na2O等为离子化合物;C中,离子化合物固态时不能导电,只有在熔融状态或溶于水才能导电;D中,原子序数为11与9的元素是Na、F,属于活泼金属与活泼非金属元素,可形成离子键。
3.下列电子式正确的是( )
解析:选C
4.A元素原子的核电荷数为11,B元素的质子数为8,A和B化合形成化合物Z,下列说法中错误的是 ( )
A.A形成+1价阳离子
B.Z一定与水反应
C.Z一定是MO型离子化合物
D.Z中含有离子键
解析:选C A是Na,B是O,它们可以形成Na2O和Na2O2,均可以与水反应,均含有离子键。
5.阴离子和阳离子都为稀有气体元素原子结构,且阳离子比阴离子少两个电子层的离子化合物是 ( )
A.MgCl2 B.BaF2
C.NaBr D.NaI
解析:选C A~D项的化合物都是离子化合物,且阴、阳离子都为稀有气体元素的原子结构。MgCl2、BaF2、NaBr、NaI中阳离子比阴离子分别少1、多3、少2、少3个电子层。
二、不定项选择题
6.下列哪一组元素的原子间反应不易形成离子键( )
原子 | a | b | c | d | e | f | g |
M层电子数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
A.a与f B.a与g
C.c与g D.d与g
解析:选CD 由原子a~g的M层电子数可知,M层即为原子的最外层,元素a~g均为第3周期元素,a、b均为活泼的金属元素,f、g均为活泼的非金属元素,所以a与f、a与g均可形成离子键,而c与g、d与g不易形成离子键。
7.下列性质可以证明某化合物内一定存在离子键的是( )
A.可溶于水 B.具有较高的熔点
C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电
解析:选D 不是离子化合物的物质也可以溶于水,且能电离出离子使溶液导电,如HCl、H2SO4等;不含离子键的单质和化合物也能具有很高的熔点,如金刚石、SiO2等;在熔融状态下导电的化合物一定是离子化合物,因其在熔融状态下离子键被破坏,产生自由移动的阴、阳离子。
8.Y元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4;Y元素与M元素形成离子化合物,并在水中电离出电子层结构相同的离子,该化合物是( )
A.KCl B.Na2S
C.Na2O D.K2S
解析:选D 由信息“Y元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4”,可确定Y元素位于ⅥA族,为S,K2S电离出的K+与S2-具有相同的电子层结构。
三、非选择题
9.A、B、C三种短周期元素,原子序数依次增大,3种元素原子序数之和为35,A、C同主族,B+离子核外有10个电子,则:
(1)A、B、C三种元素分别是__________、__________、__________(填元素名称)。
(2)A、B、C三种元素两两之间能形成多种化合物,其中属于离子化合物的化学式分别为__________________、____________、______________。
解析:由B+离子核外有10个电子可推知B为钠元素,设A的原子序数为x,由A、C同主族知,C的原子序数为x+8,即x+11+x+8=35,则x=8,故A为氧元素,C为硫元素。
答案:(1)氧元素 钠元素 硫元素
(2)Na2O Na2O2 Na2S
10.氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物,它与水作用可产生NH3。请回答下列问题:
(1)Na3N的电子式是____________________,该化合物是由__________键形成。
(2)Na3N与盐酸反应生成____________种盐,其电子式是_________________________。
(3)比较Na3N中两种微粒的半径:r(Na+)________r(N3-)(填“>”“=”或“<”)。
解析:(1)Na位于ⅠA族,易失去一个电子成为+1价的Na+;N位于ⅤA族,易得到三个电子成为-3价的N3-,所以Na3N应属于离子化合物。
(2)Na3N与HCl反应时,N3-与HCl电离出的H+结合成NH3,NH3再进一步与HCl反应生成NH4Cl,Na+与Cl-形成NaCl,故可生成两种盐。
(3)Na+、N3-电子层结构相同,故离子半径r(Na+)<r(N3-)。
答案:(1)Na+[
(2)两 [H N
(3)<
课时跟踪检测(四) 共价键 分子间作用力
一、单项选择题
1.关于化学键的叙述正确的是( )
A.离子化合物中只存在离子键
B.非金属元素组成的化合物中可能存在离子键
C.Na2SO4是离子化合物不存在共价键
D.含金属元素的化合物中一定存在离子键
解析:选B A项,离子化合物中还可能有共价键,如NH4Cl;C项,SO
2.下列物质中,既有离子键又有共价键的是( )
A.CaCl2 B.KOH
C.H2O D.HF
解析:选B CaCl2、KOH属于离子化合物,前者只有离子键,后者既有离子键又有共价键,A项错误,B项正确;H2O、HF属于共价化合物,只有共价键无离子键,C、D两项错误。
3.下列电子式错误的是( )
解析:选C C项,四氯化碳是共价化合物,电子式为 ,错误。
4.当碘升华时,下列各项不发生变化的是( )
A.分子间距离 B.分子间作用力
C.聚集状态 D.分子内共价键
解析:选D 碘升华是物理变化,克服了分子间作用力,分子间距增大,聚集状态由固态转变为气态,但分子内的共价键没有变化。
5.离子键、共价键和分子间作用力是构成物质微粒之间的不同作用力。下列物质中只含有上述一种作用力的是( )
A.冰 B.氯化钠
C.氢氧化钠 D.碘
解析:选B 冰含有共价键和分子间作用力;氯化钠只含有离子键;氢氧化钠含有离子键和共价键;碘含有共价键和分子间作用力,故B选项符合题意。
二、不定项选择题
6.下列物质中只含有共价键的是( )
A.NaCl、HCl、H2O、NaOH
B.Cl2、NH3、HCl、SO2
C.HBr、CO2、H2O、CS2
D.Na2O2、H2O2、H2O、O3
解析:选BC A项,NaCl只含有离子键,HCl、H2O只含有共价键,NaOH既有离子键又有共价键;B项,Cl2、NH3、HCl、SO2分子中只有共价键;D项,Na2O2既有离子键又有共价键,H2O2、H2O、O3分子中只有共价键。
7.下列各组物质中化学键的类型相同的是( )
A.HCl MgCl2 NH4Cl
B.H2O Na2O CO2
C.NH3 H2O CO2
D.CaCl2 NaOH H2O
解析:选C A项,HCl中含有共价键,MgCl2含有离子键,NH4Cl中含有离子键和共价键,错误;B项,H2O中含有共价键,Na2O中含有离子键,CO2中含有共价键,错误;C项,三者都只含有共价键,正确;D项,CaCl2中含有离子键,NaOH中含有离子键和共价键,H2O中只含有共价键,错误。
8.下列原子序数对应的元素间易形成共价键的是( )
A.11和17 B.19和9
C.13和17 D.20和8
解析:选C 11和17形成的为氟化钠,离子键,A项错误;19和9形成的为氟化钾,离子键,B项错误;13和17形成的为氯化铝,共价键,C项正确;20和8形成的为氧化钙,离子键,D项错误。
三、非选择题
9.(1)有下列物质:He、N2、CaO、NH3、Na2S、KOH、NaHCO3。其中:
①只含共价键的是________;
②只含离子键的是________;
③既含有共价键又含有离子键的是________;
④属于共价化合物的是________;
⑤属于离子化合物的是________。
(2)下列变化中,既破坏离子键又破坏共价键的是______。
A.氯化氢溶于水
B.加热氯酸钾使其分解
C.碘溶于CCl4
D.氯化钠溶于水
解析:(1)N2、NH3分子中只含共价键;CaO、Na2S中只含离子键;KOH、NaHCO3中既含有离子键又含有共价键,He分子中不含化学键。
(2)氯化氢溶于水共价键被破坏;NaCl溶于水离子键被破坏;KClO3受热分解破坏离子键和共价键;I2溶于CCl4后,共价键未被破坏。
答案:(1)①N2、NH3 ②CaO、Na2S ③KOH、NaHCO3
④NH3 ⑤CaO、Na2S、KOH、NaHCO3
(2)B
10.按要求写出:
(1)一核10电子的原子的电子式____________________________________________;
(2)一核10电子的阳离子的符号______________________________________________;
(3)一核10电子的阴离子的电子式____________________________________________;
(4)两核10电子的共价化合物的化学式_______________________________________;
(5)三核10电子的共价化合物的电子式________________________________________;
(6)四核10电子的阳离子的电子式____________________________________________;
(7)四核10电子的共价化合物的结构式_________________________________________;
(8)五核10电子的阳离子的化学式_____________________________________________;
(9)五核10电子的共价化合物的结构式_________________________________________。
答案:(1)
一、单项选择题
1.下列各项表达正确的是( )
A.H2O的分子模型示意图:
B.F的结构示意图:
C.乙烯的结构式:CH2CH2
D.CaCl2的电子式:
解析:选A F原子结构示意图中原子核表示错误,应该标明为“+9”,B错误;乙烯的结构式为,C错误;CaCl2的电子式为[
2.下列说法不正确的是( )
A.共价化合物和离子化合物中,一定都含有非金属元素
B.一个化学反应的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
C.全部由非金属元素构成的化合物一定不存在离子键
D.共价化合物一定含共价键,一定不存在离子键
解析:选C 非金属元素在形成化学键时,可能通过共用电子对成键(即共价键),也可能通过得电子成键(形成离子键),在离子键和共价键中,一定含有非金属元素,A正确;化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,B正确;全部由非金属元素形成的化合物中,铵盐属于离子化合物,含有离子键,C错误;只含共价键的化合物是共价化合物,只要含有离子键就属于离子化合物,D正确。
3.下列过程中,共价键被破坏的是( )
A.NaOH溶于水 B.溴蒸气被木炭吸附
C.酒精溶于水 D.HCl气体溶于水
解析:选D A破坏的是离子键;B溴分子内共价键没有被破坏;酒精溶于水后,分子没有被破坏,所以共价键也没有被破坏;而HCl气体溶于水后,HCl分子的共价键断裂,而形成了离子。
4.下列说法正确的是( )
A.因为水分子内存在氢键,所以水分子非常稳定
B.氢键属于化学键
C.水分子间存在氢键使水分子间作用力增加,导致水的沸点较高
D.水分子之间无分子间作用力,只有氢键
解析:选C 水分子之间存在分子间作用力,也存在氢键,由于氢键的存在,使得水的沸点较高,化学键是分子内相邻原子或离子之间强烈的相互作用,由于H2O中氢氧共价键较强,故水分子较稳定,氢键不属于化学键。
5.下列反应过程中,同时有离子键、共价键断裂和形成的是( )
A.N2+3H2
B.2NaCl
C.2NaHCO3
D.2NaOH+MgCl2===Mg(OH)2↓+2NaCl
解析:选C A项,反应中断裂的是N2中的N≡N和H2中的H—H,形成的是NH3中的N—H,变化的都是共价键,错误;B项,反应物为离子化合物,不存在共价键,错误;C项,在反应中有离子键的断裂(Na+与HCO
二、不定项选择题
6.下列数字代表各元素的原子序数,则各组中相应的元素能形成XY2型共价化合物的是( )
A.3和8 B.1和16
C.12和17 D.6和16
解析:选D 题干要求有两点:一是形成XY2型;二是形成的是共价化合物。A、B、C、D分别可形成Li2O(X2Y型离子化合物)、H2S(X2Y型共价化合物)、MgCl2(XY2型离子化合物)、CS2(XY2型共价化合物)。
7.固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构,则下列有关说法中不正确的是( )
A.1 mol NH5中含有5NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数)
B.NH5中既有共价键又有离子键,NH5是离子化合物
C.NH5的电子式为
D.它与水反应的化学方程式为NH5+H2O===NH3·H2O+H2↑
解析:选A 根据氮原子的最外层电子结构可知,一个氮原子不可能同时结合5个氢原子,只能是NH
8.X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子,Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍,W是原子半径最大的短周期元素。下列判断正确的是 ( )
A.最高价含氧酸酸性:X
B.X、Y、Z可形成离子化合物
C.W与M不能形成共价化合物
D.M与W形成的化合物含共价键
解析:选AC 首先结合题意判断出X、Y、Z、M、W五种元素,X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子,应该是C和O元素,则Y为N元素,Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍,可推出M为H,W是原子半径最大的短周期元素,则为Na。酸性H2CO3
三、非选择题
9.下表是元素周期表一部分,列出了九种元素在周期表中的位置:
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
2 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ||||
3 | ① | ③ | ④ | ⑨ | ||||
4 | ② | |||||||
请用化学用语回答下列问题:
(1)在上述元素中,金属性最强的是________,在③~⑦元素中,原子半径最大的是________。
(2)①~⑨中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填物质化学式)。写出①和④的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式:________________________。
(3)用电子式表示③和⑨形成的化合物的形成过程________________。
(4)表中元素①和⑦可以形成一种淡黄色物质X,写出X的电子式:____________________,该物质所含化学键类型:________________,0.1 mol X与水反应转移电子数为________________。
(5)表中元素⑥和⑧可形成一种相对分子质量为66的共价化合物Y,Y分子中各原子均达到“8电子稳定结构”,Y的电子式____________。
解析:(1)根据题目所给信息,金属性强的在ⅠA族,从上到下金属性增强,故②的金属性最强,为K;③~⑦中,原子半径最大的是Mg。
(2)最高价氧化物对应水化物中酸性越强,说明其非金属性越强,①~⑨中O、F没有正价,故氯元素最高价氧化物对应水化物酸性最强,分子式为HClO4,①的最高价氧化物对应水化物为NaOH,④的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3,两者发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===AlO
(3)③、⑨形成的化合物是MgCl2,属于离子化合物,
(4)①、⑦形成淡黄色物质是Na2O2,属于离子化合物,其电子式为,该物质中化学键是离子键和共价键,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,生成1 mol O2时转移2 mol电子,0.1 mol Na2O2反应生成0.05 mol O2,共转移电子0.1NA。
(5)⑥、⑧形成相对分子质量为66的共价化合物Y的分子式为N2F2,其电子式为:
答案:(1)K Mg
(2)HClO4 Al(OH)3+OH-===AlO
10.A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大;A原子核内无中子;B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能反应生成盐F;D与A同主族,且与E同周期;E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的
请回答下列问题:
(1)C元素在元素周期表中的位置是________;C、D、E三种元素简单离子半径由大到小的顺序为________(用离子符号表示)。
(2)写出分别由A、D与C形成的原子个数比为1∶1的化合物的电子式 ________________、____________。
(3)A与C、E间分别形成甲、乙两种共价化合物,且甲有10个电子,乙有18个电子,则沸点较高的是(填化学式)________。
(4)F含有的化学键类型是________、________。
(5)D和C形成的一种化合物能与A和C形成的一种化合物反应产生C单质,该反应的离子方程式为_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:A原子核内没有中子,则A为H元素,B元素的最高价氧化物的水化物与其氢化物反应生成一种盐F,则B为N,因HNO3+NH3===NH4NO3,F为NH4NO3,D与A同主族,且与E同周期,则D为Na,E为第3周期元素,E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的
(1)由以上分析可知,C为O,O元素在元素周期表中的位置是第2周期第ⅥA族;C、D、E三种元素简单离子分别是O2-、Na+、S2-,S2-三层电子,O2-和Na+只有2层电子,具有相同电子层结构的离子,原子序数越大,半径越小,所以三种离子的半径由大到小的顺序为S2->O2->Na+。
(2)分别由A、D与C形成的原子个数比为1∶1的化合物分别是H2O2和Na2O2。
(3)甲为H2O,乙为H2S,由于水分子间存在氢键,H2S分子间没有氢键,则沸点较高的是H2O。
(4)由推断知F为NH4NO3,含有的化学键类型是离子键、共价键。
(5)该反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑。
答案:(1)第2周期第ⅥA族 S2->O2->Na+
(3)H2O (4)离子键 共价键
(5)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
课时跟踪检测(五) 同素异形现象 同分异构现象
一、单项选择题
1.下列关于同分异构体的描述正确的是( )
A.无机物之间不存在同分异构现象
B.有机物与无机物之间可以存在同分异构现象
C.同分异构体的性质相同
D.16O和18O互为同分异构体
解析:选B 无机物和无机物、无机物和有机物之间也可能存在同分异构现象,故A不正确,B正确;同分异构体的性质不同,16O和18O互为同位素,C、D不正确。
2.造成金刚石和石墨性质差异的主要原因是( )
A.碳原子种类不同
B.同体积两种物质中碳原子个数不同
C.碳原子成键方式不同
D.物质状态不同
解析:选C 因碳原子的成键方式不同造成金刚石与石墨性质不同。
3.O2与O3在一定条件下可以相互转化,这一变化属于( )
A.物理变化 B.化学变化
C.氧化还原反应 D.以上都不是
解析:选B 同素异形体间的转化属于化学变化,但不是氧化还原反应。
4.下列各项描述的判断正确的是( )
选项 | 描述 | 结论 |
A | 由同种元素组成的物质一定是纯净物 | 正确 |
B | 科学家最近合成了一种新型的化合物N4 | 正确 |
C | 红磷转化为白磷是物理变化 | 错误 |
D | 纳米泡沫碳和金刚石是同素异形体 | 错误 |
解析:选C 氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质,它们的混合气体属于混合物,A错误;N4只含有一种元素,是一种新单质,不属于化合物,B错误;红磷和白磷属于同素异形体,同素异形体之间的转化均是化学变化,C正确;纳米泡沫碳和金刚石是由碳元素组成的不同种单质,互为同素异形体,D的结论错误。
5.下列各组中互为同素异形体关系的是( )
A.H2与D2 B.T2O与H2O
C.
解析:选D H2与D2均是氢气分子,A项错误;T2O与H2O均是水分子,B项错误;
二、不定项选择题
6.下列关于同分异构体的说法错误的是( )
A.具有相同相对分子质量和不同结构的化合物互称为同分异构体
B.互称为同分异构体的物质一定不是同种物质
C.同分异构体之间物理性质一定不同,化学性质一定相同
D.同分异构体一定具有相同的相对分子质量
解析:选AC N2与CO具有相同的相对分子质量和不同的结构,但不是同分异构体,A错误;同分异构体之间的化学性质不一定相同(如乙醇与二甲醚),C错误。
7.科学家们最近发现一种新分子,具有空心类似足球状的结构,其化学式为C70。下列说法不正确的是( )
A.C70是一种化合物
B.它的相对分子质量为840
C.它的化学性质和金刚石相似
D.C70和金刚石、石墨一样,都是由碳元素组成的单质
解析:选A 依题意,C70是一种分子,从其化学式可知,一个C70分子由70个碳原子构成,C70应是碳的单质,不属于化合物。
8.下列关于臭氧性质的叙述中不正确的是( )
A.臭氧比氧气的氧化性更强,常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化
B.臭氧可以杀死许多细菌,是一种良好的消毒剂
C.臭氧和活性炭一样,能够吸附有机色素,是一种良好的脱色剂
D.臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化
解析:选C 臭氧有很强的氧化性,能把有机色素氧化成无色物质。
三、非选择题
9.有下列各组物质①
(1)互为同位素的是__________(填序号,下同)。
(2)互为同素异形体的是__________。
(3)互为同分异构体的是__________。
解析:
答案:(1)① (2)③ (3)②、④
10.1982年两位日本科学家在南极拍摄到南极上空臭氧空洞的照片。
(1)1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。氟利昂(如CF2Cl2)可在光的作用下分解,产生Cl原子,Cl原子会对臭氧层产生长久破坏作用,有关反应为O3
①上述变化的总反应是____________________________________________________。
②在上述变化中,Cl是______________。
A.反应物 B.生成物
C.中间产物 D.催化剂
③O2和O3是______________。
A.同分异构体 B.同一种物质
C.氧的同素异形体 D.氧的同位素
(2)超音速飞机排放的氮的氧化物(NO和NO2)也会破坏臭氧层,它们和O3及O原子发生如下反应:O3+NO===NO2+O2、O+NO2===NO+O2,这两个反应反复循环,其总反应式为______________,氮的氧化物在破坏臭氧层过程中起了________作用。
(3)臭氧除可吸收紫外线外,又由于臭氧具有极强的氧化性,工业上可用臭氧进行________________________________________________________________________。
解析:将(1)中三个化学方程式相加,消去中间产物,可得到总反应方程式:2O3===3O2。Cl作催化剂,O2与O3属于同种元素形成的不同单质,属于同素异形体。把(2)中的两个化学方程式相加可得O3+O===2O2,其中氮的氧化物作催化剂。
答案:(1)①2O3===3O2 ②D ③C
(2)O3+O===2O2 催化
(3)漂白、杀菌、消毒
一、单项选择题
1.下列说法正确的是( )
A.SO2、SO3互为同分异构体
B.碘晶体、碘蒸气是同素异形体
C.同分异构体的分子组成相同,分子结构不同
D.同素异形体是同种元素的不同单质
解析:选D 分子式相同而结构不同的物质间互为同分异构体;同种元素组成的不同单质互为同素异形体,由概念可知D正确。
2.下列各组物质中,不互为同素异形体的是( )
A.红磷和黄磷 B.斜方硫和单斜硫
C.Si60和晶体硅 D.H2O和H2O2
解析:选D A项,红磷和黄磷应是磷元素的两种单质;B项,斜方硫和单斜硫应是硫元素的两种单质;C项,Si60是分子晶体与晶体硅,是硅元素的两种单质;D项,H2O和H2O2为化合物,不能成为同素异形体。
3.在化学中,每种物质都有自己对应的化学式,但往往同一化学式,可能表示不同的物质。下列化学式中,只表示一种纯净物的是( )
A.C B.CH4
C.C2H6O D.C4H10
解析:选B A可能是金刚石、石墨,C可能是乙醇、二甲醚,D可能是正丁烷、异丁烷。所以符合题意的只有B项。
4.白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却,可得钢灰色固体——黑磷,其转化过程如:白磷
A.黑磷与白磷互为同位素
B.黑磷能导电
C.白磷转化为黑磷是物理变化
D.黑磷能在空气中自燃
解析:选B 黑磷也是磷元素组成的单质,A错误;类比石墨的导电性知B正确;白磷、黑磷是不同的物质,C错误;黑磷性质稳定,D错误。
5.现代无机化学对硫-氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。(SN)n是迄今唯一已知的具有超导性质的链状无机高分子。有关如右图所示的硫氮化合物的分子结构的说法中,正确的是( )
A.该物质的分子式为SN
B.该物质与化合物S2N2互为同分异构体
C.该物质是电的良导体
D.1 mol该分子中含有的共价键数目为8×6.02×1023
解析:选C 根据分子结构可知,该物质的分子中含有4个S、4个N,所以它的分子式是S4N4,A项错误;同分异构体是指分子式相同、结构不同的化合物,所以S4N4与S2N2不互为同分异构体,B项错误;由于硫氮化合物具有超导性质,故在一定条件下为电的良导体,C项正确;图示分子中有8个S—N键,1个S—S键,故1 mol分子中,共价键数目为9×6.02×1023,D项错误。
二、不定项选择题
6.下列各组物质中,两者互为同分异构体的是( )
A.CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O
B.NH4CNO与CO(NH2)2
C.
D.
解析:选BC 分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。A组中分子式不同;B、C组中,两者的分子式相同,但结构不同,故两者互为同分异构体;D组中水分子的结构相同,不互为同分异构体。
7.意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型化合物
B.N4转化为N2属于物理变化
C.N4的摩尔质量为56
D.N4与N2互为同素异形体
解析:选D N4是一种单质,与N2互为同素异形体,二者之间的转化属于化学变化,N4的摩尔质量为56 g·mol-1。
8.科学家发现铂的两种化合物a和b,二者的结构式分别为
,a有抗癌作用,而b没有,二者的关系为( )
A.同分异构体 B.同素异形体
C.同一种物质 D.同位素
解析:选A a有抗癌作用,而b没有,说明二者属于不同的物质,且二者分子式相同,结构不同,故二者互为同分异构体;互为同素异形体的必须是单质,互为同位素的必须是质子数相同,中子数不同的核素(如
三、非选择题
9.下列物质中,互为同分异构体的有________;互为同素异形体的有________;属于同位素的有________;属于同一种物质的有________。
①二氧化碳 ②CH3C(CH3)2CH2CH3 ③金刚石
④干冰 ⑤氢溴酸 ⑥溴水 ⑦液溴 ⑧12C ⑨14C
⑩CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3 ⑪石墨
解析:⑩与②互为同分异构体;③和⑪互为同素异形体;⑧和⑨属于同位素;①和④属于同一种物质。
答案:②与⑩ ③和⑪ ⑧和⑨ ①和④
10.硫通常是一种淡黄色晶体。有橙色、无色、红棕色三种颜色的硫蒸气,它们都是硫的单质,但每个分子中硫原子的个数不同,可用Sx表示。对三种蒸气测定结果是:
(1)橙色蒸气密度折算到标准状况后是11.34 g·L-1,则它的化学式是________________。
(2)红棕色蒸气的质量是相同状况下同体积空气的6.62倍,则它的化学式是________________。
(3)无色蒸气对氢气的相对密度是64,则它的化学式是__________________。此事实说明硫有____________。
解析:由题意知:(1)中硫蒸气的相对分子质量为M=11.34×22.4=254,其单质的分子式为S8;(2)中硫蒸气的相对分子质量为M=29×6.62=192,其单质的分子式为S6;(3)中硫蒸气的相对分子质量为M=64×2=128,其单质的分子式为S4。综上分析,可知硫元素有多种同素异形体。
答案:(1)S8 (2)S6 (3)S4 多种同素异形体
课时跟踪检测(六) 不同类型的晶体
一、单项选择题
1.有关晶体的下列说法中,正确的是( )
A.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
B.原子晶体中共价键越强,熔点越高
C.冰融化时水分子中共价键发生断裂
D.氯化钠熔化时离子键未被破坏
解析:选B A选项,晶体中分子间作用力大小与分子的稳定性没有关系;C选项中冰融化时水分子中共价键不发生断裂;D选项中氯化钠熔化时离子键被破坏。
2.下列晶体中属于原子晶体的是( )
A.氖 B.食盐
C.干冰 D.金刚石
解析:选D 氖、干冰属于分子晶体,食盐属于离子晶体,金刚石属于原子晶体。
3.下列有关晶体的叙述中,错误的是 ( )
A.离子晶体中,一定存在离子键
B.原子晶体中,只存在共价键
C.金属晶体的熔沸点都很高
D.稀有气体的原子能形成分子晶体
解析:选C 原子晶体中,只存在共价键,一定不存在离子键,只要晶体中存在离子键,就一定是离子晶体,但在离子内部可能含有共价键;稀有气体的原子能形成分子晶体;在常见的晶体类型中,只有金属晶体的熔沸点差别很大,有的熔沸点很高,如钨,有的熔沸点很低,如汞。
4.下列物质中,属于分子晶体且不能跟氧气反应的是( )
A.石灰石 B.石英
C.白磷 D.固体氖
解析:选D 属于分子晶体的是白磷和固体氖,而白磷易和氧气反应,固体氖不能跟氧气反应。
5.下列晶体属于离子晶体的是 ( )
A.镁 B.干冰
C.氟化钾 D.金刚石
解析:选C A项镁是金属,属于金属晶体;B项干冰是固态二氧化碳,属于分子晶体;D项是原子晶体。
二、不定项选择题
6.具有下列性质的物质属于离子晶体的是 ( )
A.熔点1 070 ℃,易溶于水,其水溶液和熔融状态均能导电
B.熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电
C.能溶于CCl4,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃
D.熔点97.81 ℃,质软,导电,密度0.97 g·cm-3
解析:选A 溶于水和受热熔化时能导电的化合物是离子化合物,其晶体为离子晶体。再根据晶体的熔沸点、溶解性和导电性等特点,可推断出B中晶体为分子晶体,C中晶体也是分子晶体,D中晶体为金属晶体。
7.下表列出的对晶体的说明中,错误的是( )
选项 | A | B | C | D |
晶体名称 | 碘化钾 | 干冰 | 石英 | 碘 |
晶体中的微粒 | 阴、阳离子 | 分子 | 原子 | 分子 |
微粒间的作用 | 离子键 | 分子间作用力 | 离子键 | 分子间作用力 |
解析:选C 碘化钾为离子晶体,微粒间作用力为离子键;干冰和碘都是分子晶体,微粒间作用力为分子间作用力;石英是原子晶体,微粒间作用力为共价键,C错误。
8.下列叙述正确的是( )
A.离子晶体中,存在离子键,也可能存在其他化学键
B.SiO2与CO2的晶体类型相同
C.NaHSO4、NaOH晶体中的阴、阳离子个数比均为1∶2
D.晶体熔点:金刚石>食盐>冰>干冰
解析:选AD 离子化合物中一定存在离子键,可能存在共价键(如强碱、Na2O2等);SiO2是原子晶体,CO2是分子晶体;NaHSO4、NaOH晶体中的阴、阳离子个数比均为1∶1。
三、非选择题
9.根据下表给出的几种物质的熔、沸点数据,回答问题:
名称性质 | NaCl | MgCl2 | AlCl3 | SiCl4 | 单质B |
熔点/℃ | 810 | 710 | 180 | 68 | 2300 |
沸点/℃ | 1465 | 1418 | 160 | 57 | 2500 |
(1)SiCl4是________晶体;单质B可能是________晶体。
(2)NaCl、MgCl2晶体类型均为________晶体。
(3)AlCl3在升华时破坏________________。
解析:由表中所给熔、沸点数据,可知SiCl4熔、沸点最低,应为分子晶体;单质B的熔、沸点最高,因此可能为原子晶体;NaCl、MgCl2的熔、沸点较高,应为离子晶体;AlCl3的熔、沸点较低,为分子晶体,且沸点比熔点低,易升华,升华时,破坏分子间作用力。
答案:(1)分子 原子 (2)离子 (3)分子间作用力
10.原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中,a的最外层电子数为其周期数的二倍;b和d均可形成A2B型氢化物,c的+1价离子比e的-1价离子少8个电子。
回答下列问题:
(1)元素a为__________,c为__________;
(2)由这些元素形成的双原子分子为__________;
(3)这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中,其晶体类型属于原子晶体的是__________,离子晶体的是__________,金属晶体的是__________,分子晶体的是__________(每空填一种)。
解析:a、b、c、d和e为原子序数依次增大的短周期元素,a的最外层电子数为其周期数的二倍,故a为C。b和d均可形成A2B型氢化物,则b为O,d为S。c的+1价离子比e的-1价离子少8个电子,c和e均为第3周期元素,故c为Na,e为Cl。
答案:(1)C Na (2)CO、O2、Cl2 (3)金刚石 NaCl
Na CO(或O2、Cl2)
一、单项选择题
1.下列化学式表示物质分子的是( )
A.Na2SO4 B.SiO2
C.H2SO4 D.Al
解析:选C 在四种晶体中,只有分子晶体才存在分子,所以四个备选项中只有H2SO4是表示物质分子的化学式。
2.下列说法正确的是 ( )
A.原子晶体中的相邻原子间都以共价键相结合
B.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
C.干冰升华时,分子内共价键会发生断裂
D.Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶1
解析:选A 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高,如Hg常温下为液体,B错误;干冰为分子晶体,升华时需要克服分子间作用力,但分子内共价键不变,C错误;Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶2,D错误。
3.下列说法正确的是 ( )
A.水、重水、超重水互为同素异形体
B.C60、C80互为同位素
C.晶体中一定存在化学键
D.NaCl是离子化合物,其晶体是离子晶体
解析:选D A中水、重水、超重水属于化合物不属于单质,不可能互为同素异形体。B中C60、C80由碳元素构成的不同单质,两者属于同素异形体。稀有气体为单原子分子,其晶体中不含化学键,C项错误。
4.下列各组中,既含有离子晶体、分子晶体,又含有原子晶体的是( )
A.KCl、H2SO4、P4 B.CO2、Na3PO4、Mg
C.NH4F、C60、金刚石 D.Si、SiO2、K2CO3
解析:选C A项中的H2SO4和P4都是分子晶体;B项中的Mg是金属晶体;D项中的Si和SiO2都是原子晶体。
5.一种新型材料B4C,它可用于制作切削工具和高温热交换器。关于B4C的推断正确的是( )
A.B4C是一种分子晶体
B.B4C是一种离子晶体
C.B4C是一种原子晶体
D.B4C分子是由4个硼原子和1个碳原子构成的
解析:选C 根据B4C的用途可知,B4C的熔点高、硬度大,所以应为原子晶体,构成微粒是原子。
二、不定项选择题
6.氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:Al2O3+N2+3C
A.在氮化铝的合成反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中每生成2 mol AlN,N2得到3 mol电子
C.氮化铝中氮元素的化合价为-3价
D.氮化铝晶体属于分子晶体
解析:选C 在反应中Al2O3中两种元素的化合价没有 变化;在反应中N的化合价从0价降到-3价,每生成2 mol AlN应得到6 mol电子;耐高温、抗冲击不是分子晶体所具备的性质;氮是一种非金属元素,与铝结合时,应当显示-3价。
7.已知下表中几种物质的熔、沸点:
物质 | NaCl | KBr | AlCl3 | 单质X | SiCl4 |
熔点/℃ | 801 | 730 | 190 | 1 415 | -70 |
沸点/℃ | 1 413 | 1 380 | 180 | 2 355 | 53 |
据此判断,下列说法错误的是( )
A.AlCl3晶体加热易升华
B.SiCl4是分子晶体
C.单质X可能是分子晶体
D.AlCl3是原子晶体
解析:选CD AlCl3的沸点比熔点低,加热易升华;SiCl4的熔、沸点比较低,一定是分子晶体;未知物X熔、沸点很高,有可能是原子晶体;AlCl3是共价化合物,且其熔、沸点较低,是分子晶体。
8.X是第2周期元素,能与氧形成X2O5。则有关X的叙述正确的是( )
A.X的单质可形成分子晶体
B.X的氢化物在固态属于分子晶体
C.XO2晶体中的作用力只有分子间作用力
D.X所在族元素的单质在固态时属于同一类晶体
解析:选AB X2O5中X的化合价是+5,X又是第2周期元素,则X是氮元素。N2形成的晶体是分子晶体,A项正确;NH3的晶体是分子晶体,B项正确;NO2晶体是分子晶体,NO2分子间有分子间作用力,NO2分子内的N、O原子间有共价键,C项不正确;N在第ⅤA族,其中N、P单质的晶体是分子晶体,Sb(锑)、Bi(铋)单质的晶体都是金属晶体,D项不正确。
三、非选择题
9.现有几组物质的熔点数据如下表:
A组 | B组 | C组 | D组 |
金刚石:3 550 ℃ | Li:181 ℃ | HF:—83 ℃ | NaCl:801 ℃ |
硅晶体:1 420 ℃ | Na:98 ℃ | HCl:-115 ℃ | KCl:776 ℃ |
硼晶体:2 300 ℃ | K:64 ℃ | HBr:-89 ℃ | RbCl:718 ℃ |
二氧化硅:1 723 ℃ | Rb:39 ℃ | HI:-51 ℃ | CsCl:645 ℃ |
据此回答下列问题:
(1)A组属于________晶体,其熔化时克服的微粒间作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于____________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电
③固体能导电 ④熔融状态能导电
解析:A组熔点高,而且已知金刚石、硅为原子晶体;B组为金属晶体,所以应该具备金属晶体的性质;C组中HF分子间存在氢键;D组为离子晶体,具备离子晶体的性质。
答案:(1)原子 共价键 (2)①②③④ (3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出“HF”分子间能形成氢键即可) (4)②④
10.U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的六种常见元素。Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物Z3W4是具有磁性的黑色固体,U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体。X的单质是一种金属,该金属在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。
请回答下列问题:
(1)V的单质分子的结构式为________;Z元素在元素周期表中的位置是________。
(2)U元素形成的同素异形体的晶体类型可能是(填序号)________。
①原子晶体 ②离子晶体 ③分子晶体 ④金属晶体
(3)U、V、W形成的10电子氢化物中,沸点较低的是(填 化学式)________。
(4)YW2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体VW,有关反应的离子方程式为________________________,由此可知VW和YW2还原性较强的是(填化学式) ________。
解析:结合元素周期表进行推断。由“Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色”可知,Y为S,W为O;由Z3W4是具有磁性的黑色固体可知,Z为Fe;U的原子序数最小,可与W形成UW和UW2两种气体,可推知,U为C;X的单质是一种金属,在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体,再由原子序数的顺序可知X为Mg;V的原子序数介于U和W之间,故V只能为N。(1)V的单质为氮气,其结构式为N≡N;Z为Fe,位于第4周期Ⅷ族。(2)U为C,由碳形成的同素异形体中金刚石为原子晶体,C60为分子晶体,故应选①③。(3)U、V、W形成的10电子氢化物分别为CH4、NH3、H2O,因NH3和H2O分子间存在氢键,因此沸点较低的是CH4。(4)3SO2+2NO
答案:(1)N≡N 第4周期Ⅷ族 (2)①③ (3)CH4 (4)3SO2+2NO
课时跟踪检测(七) 化学反应速率
一、单项选择题
1.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物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指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,化学反应速率越快,反应现象就越明显
解析:选C 化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度(mol·L-1)的变化量来表示,A错误;反应速率为0.8 mol·(L·s)-1表示1 s内某物质的浓度变化了0.8 mol·L-1,而不是1 s时的实际浓度,B错误;化学反应进行快慢有时不一定能观察到,如酸碱中和反应瞬间即能完成,但几乎没有明显现象发生,D错误。
2.决定化学反应速率的主要因素是( )
A.反应物的浓度 B.反应温度
C.使用催化剂 D.反应物的性质
解析:选D 反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素;反应物的浓度、反应的温度、催化剂等是影响化学反应速率的外界因素。
3.下列做法利用了浓度对化学反应速率的影响的是( )
A.将食物保存在电冰箱里
B.做粉尘爆炸实验时选用很细的面粉
C.向过氧化氢溶液中加入MnO2
D.铁与稀盐酸反应太慢时加入较浓的盐酸
解析:选D A项,将食物保存在电冰箱里是温度对反应速率的影响,错误;B项,做粉尘爆炸实验时选用很细的面粉是接触面积对反应速率的影响,错误;C项,向过氧化氢溶液中加入MnO2是催化剂对反应速率的影响,错误;D项,铁与稀盐酸反应太慢时加入较浓的盐酸改变了盐酸的浓度,反应速率发生了改变,正确。
4.某反应物A的浓度是2.0 mol·L-1,5 min后,A的浓度变为0.5 mol·L-1,在这5 min内A的化学反应速率是( )
A.0.4 mol·L-1·min-1 B.0.3 mol·L-1·min-1
C.0.1 mol·L-1·min-1 D.0.3 mol·L-1
解析:选B Δc(A)=2.0 mol·L-1-0.5 mol·L-1=1.5 mol·L-1,Δt=5 min,v(A)=Δc(A)/Δt=
5.下列实验中,反应速率加快是由催化剂引起的是( )
A.在炭粉中加入KClO3,点燃时燃烧更为剧烈
B.锌与稀硫酸反应中加入少量浓硫酸而使反应放出H2的速率加快
C.双氧水中加入少量MnO2,可迅速放出气体
D.固态FeCl3和固体NaOH混合后,加入水能迅速产生沉淀
解析:选C A中,速率加快的原因是KClO3分解产生的O2助燃;B中,增大了硫酸的浓度;C中,MnO2是双氧水分解的催化剂;D中,水的加入,使固体溶解,增大了物质的接触面积。
二、不定项选择题
6.已知4NH3+5O2===4NO+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是( )
A.
C.
解析:选AD 化学反应速率之比等于化学计量数之比,
故有v(O2)=
7.已知反应:2H2O2===2H2O+O2↑,下列条件下,反应速率最大的是( )
A.10 ℃,5 mL 3%H2O2溶液
B.10 ℃,5 mL 5%H2O2溶液
C.30 ℃,5 mL 5%H2O2溶液
D.30 ℃,5 mL 5%H2O2溶液且加入少量MnO2
解析:选D 温度越高,反应速率越快,浓度越大反应速率越快,加入合适的催化剂,反应速率加快。
8.在2 L密闭容器中,发生3A+B===2C (均为气体)的反应,若最初加入A和B都是4 mol,A的平均反应速率是0.12 mol·L-1·s-1,则10 s后容器中B的物质的量是( )
A.1.6 mol B.3.2 mol
C.3.6 mol D.2.8 mol
解析:选B 依据反应速率之比等于化学计量数之比,v(B)=v(A)/3=0.12/3 mol·L-1·s-1=0.04 mol·L-1·s-1,消耗的B的物质的量n(B)=2×v(B)×10=2×0.04×10 mol=0.8 mol,容器B的物质的量为4 mol-0.8 mol=3.2 mol。
三、非选择题
9.(1)对于反应N2+3H2 2NH3,当其他条件不变时,只改变一个反应条件,将生成NH3的化学反应速率的变化情况填入空格里(填“增大”“减小”或“不变”):
编号 | 改变的条件 | 生成NH3的速率 |
① | 升高温度 | |
② | 增大N2的浓度 | |
③ | 使用催化剂 | |
④ | 压缩体积 | |
(2)对于反应A+B C,下列条件的改变一定使化学反应加快的是________。
A.增加A的物质的量
B.升高体系的温度
C.减少C的物质的量
D.增加体系的压强
(3)在用纯净的块状碳酸钙与稀盐酸反应制取CO2的实验中,为了加快该反应的化学反应速率,可以采取的措施有______________________________(至少答2条措施)。
解析:(1)升高温度、增大反应物(N2)的浓度、使用催化剂、压缩体积均能增大生成NH3的化学反应速率。
(2)若A、C是固体,则增加或减少它们的物质的量,对化学反应速率无影响;若A、B、C都不是气体,则增大压强对化学反应速率无影响。
(3)根据外界因素对化学反应速率的影响可知,升高温度、增大盐酸的浓度或将块状碳酸钙改为粉末状均会加快化学反应速率。
答案:(1)①增大 ②增大 ③增大 ④增大
(2)B (3)升高温度;将块状碳酸钙改为粉末状;增大盐酸的浓度
10.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经5 min时,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。
回答下列问题:
(1)5 min内A的平均反应速率为________________mol·L-1·min-1。
(2)x=________。
(3)此时B的浓度为________mol·L-1。
解析:5 min时D的浓度为0.5 mol·L-1,则D的平均反应速率v(D)=
答案:(1)0.15 (2)2 (3)1.25
一、单项选择题
1.高温高压下,1 L密闭容器中,发生如下反应:2H2+CO CH3OH。反应开始时H2的物质的量为5 mol,5 min时变为0.5 mol,则5 min内该反应的平均反应速率v(H2)(单位:mol·L-1·min-1)为( )
A.9.0 B.0.9
C.0.45 D.4.5
解析:选B 5 min内氢气减少5 mol-0.5 mol=4.5 mol,则5 min内该反应的平均反应速率v(H2)=
2.NO和CO都是汽车尾气中的物质,它们能很缓慢地反应生成N2和CO2,对此反应有关的叙述中不正确的是( )
A.升高温度能加快化学反应速率
B.使用适当催化剂可以加快化学反应速率
C.降低压强能降低化学反应速率
D.增大压强对化学反应速率没有影响
解析:选D 升高温度,加入催化剂,能加快化学反应速率,降低压强,对有气体参加的反应其反应速率降低,而增大压强,可增大有气体参加的反应的反应速率。
3.为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是( )
解析:选D 探究温度对化学反应速率的影响,要求在催化剂相同,H2O2浓度相同,而温度不同的条件下做对比实验,通过产生气泡的快慢来体现温度对化学反应速率的影响。
4.在密闭系统中有反应C(s)+CO2(g)
①通过减小容器体积增大压强 ②升高温度 ③将炭粉碎 ④通入CO2 ⑤增加炭的量 ⑥恒容条件下通入N2
A.①②③⑥ B.①②④⑥
C.①②③④ D.①②③④⑤
解析:选C ①、④中,增大压强和通入CO2都是增大了反应物的浓度,使反应速率加快;②中升高温度,反应速率一定加快;③中将炭粉碎,增大了炭与CO2的接触面积,反应速率加快;⑤中增加炭的量,由于炭是固体,浓度不会改变,故不能使反应速率加快;⑥中恒容条件下通入N2,反应混合物的浓度不变,反应速率不变。
5.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用vA、vB、vC表示,已知2vB=3vA、3vC=2vB,则此反应可表示为( )
A.2A+3B===2C B.A+3B===2C
C.3A+B===2C D.A+B===C
解析:选A 由于A、B是反应物,C是生成物,而且物质反应时的速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比。2vB=3vA、3vC=2vB,因此反应的化学方程式是2A+3B===2C。
二、不定项选择题
6.对于反应:N2(g)+O2(g) 2NO(g),在密闭容器中进行,下列条件中能加快化学反应速率的是(假设温度不变)( )
A.缩小体积使压强增大
B.体积不变,充入N2使气体压强增大
C.体积不变,充入Ne使气体压强增大
D.减小压强使体积增大
解析:选AB 缩小体积,气体的浓度增大,化学反应速率加快,A正确;体积不变,充入N2,反应物N2的浓度增大,化学反应速率加快,B正确;体积不变,充入Ne,N2、O2和NO的浓度都没有改变,化学反应速率不变,C不正确;减小压强使体积增大,N2、O2和NO的浓度都减小,化学反应速率减小,D不正确。
7.下列条件中,锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是( )
选项 | 金属 | 酸溶液的浓度和体积 | 温度/℃ |
A | 2.4 g锌片 | 3 mol·L-1硫酸50 mL | 40 |
B | 2.4 g锌粉 | 1 mol·L-1硫酸200 mL | 30 |
C | 2.4 g锌粉 | 3 mol·L-1硫酸50 mL | 40 |
D | 5.6 g锌片 | 3 mol·L-1硫酸100 mL | 30 |
解析:选C Zn与硫酸反应的离子方程式是Zn+2H+===Zn2++H2↑,影响化学反应速率的因素有温度、浓度及固体表面积的大小。对表中的反应条件分析,锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是C。
8.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50 mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应。其中反应最快的是( )
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 ℃ 10 mL 2 mol·L-1的X溶液
解析:选B 在本题中要考虑浓度和温度对化学反应速率的影响,先比较浓度的大小,这里的浓度应该是混合以后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等,因此只需要比较X的浓度,X浓度越大,反应速率越快;因为反应后溶液的体积均为50 mL,所以X的物质的量越大,浓度就越大;通过观察可知,混合后A、B选项中X的浓度相等,且最大,但B中温度更高,因此B的反应速率最大。
三、非选择题
9.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在100 mL 稀盐酸中加入足量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
(1)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min各时间段中:反应速率最大的时间段是____________,主要的原因可能是____________;反应速率最小的时间段是____________,原因是________________________________________________________________________。
(2)在2~3 min时间段内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为
________________________________________________________________________。
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列液体:
A.蒸馏水 B.Na2SO4溶液 C.NaOH溶液
D.H2SO4溶液 E.Na2CO3溶液
你认为可行的是(填编号)________。
解析:(1)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min各时间段中生成氢气的体积(mL)分别是50、70、112、58、20,所以反应速率最大的时间段是2~3 min,这是由于该反应是放热反应,此时温度高,反应速率快。反应速率最小的时间段是4~5 min,这是由于此时H+浓度小,反应速率小。
(2)在2~3 min时间段内,生成氢气的物质的量=0.112 L÷22.4 L·mol-1=0.005 mol,则消耗HCl是0.01 mol,浓度是0.01 mol÷0.1 L=0.1 mol·L-1,所以用盐酸的浓度变化表示的反应速率v(HCl)=0.1 mol·L-1÷1 min=0.1 mol·L-1·min-1。
(3)A项,蒸馏水稀释盐酸,氢离子浓度降低,反应速率减小,但氢离子的物质的量不变,生成氢气的量不变,正确;B项,Na2SO4溶液稀释盐酸,氢离子浓度降低,反应速率减小,但氢离子的物质的量不变,生成氢气的量不变,正确;C项,NaOH溶液消耗氢离子,浓度降低,生成氢气的量减少,错误;D项,H2SO4溶液增大氢离子浓度,反应速率增大,错误;E项,Na2CO3溶液消耗氢离子生成CO2,反应速率减小,生成氢气的量减少,错误。
答案:(1)2~3 min 该反应是放热反应,此时温度高
4~5 min 此时H+浓度小
(2)v(HCl)=0.1 mol·L-1·min-1 (3)A、B
10.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。
反应物 | 催化剂 | 温度 | |
① | 10 mL 10%H2O2溶液 | 无 | 25 ℃ |
② | 10 mL 20%H2O2溶液 | 无 | 25 ℃ |
③ | 10 mL 20%H2O2溶液 | 无 | 40 ℃ |
④ | 10 mL 20%H2O2溶液 | 1~2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 | 40 ℃ |
通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)代表实验①的图示是__________________________________________________。
(2)对比实验③和④的目的是________________。
(3)通过上面对比实验,所得出的实验结论是___________________________________
________________。
解析:(1)反应温度越高,使用合适的催化剂,反应物浓度越大,反应速率越快,实验①中双氧水浓度最小,没有使用催化剂,温度为25 ℃,则在实验①~④中反应速率最小,图中斜率越大,反应速率越快,并且①中产生O2是②、③、④的一半,则代表实验①的为Ⅳ。
(2)实验③、④中,反应物浓度、反应温度相同,而实验④使用了催化剂,所以对比实验③和④的目的是研究催化剂对反应速率的影响。
(3)根据实验①、②可知,增大反应物浓度,反应速率加快;根据实验②、③可知,升高反应温度,反应速率加快;根据实验③、④可知,使用合适的催化剂,反应速率加快;通过对比实验,得出的实验结论是其他条件不变,增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂,化学反应速率加快。
答案:(1)Ⅳ (2)研究催化剂对反应速率的影响
(3)其他条件不变,增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂,化学反应速率加快
课时跟踪检测(八) 化学反应的限度
一、单项选择题
1.下列反应体系中,不属于可逆反应的是( )
A.Cl2溶解于水
B.氨气溶解于水
C.工业合成氨
D.Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3和2NaHCO3△,Na2CO3+CO2↑+H2O
解析:选D A项,Cl2溶于水存在反应:Cl2+H2O HCl+HClO;B项,NH3溶于水存在反应:NH3+H2O NH3·H2O;C项,N2+3H2
2.可逆反应达到平衡状态的重要特征是( )
A.反应停止了
B.正、逆反应的速率均为零
C.正、逆反应都还在继续进行
D.正、逆反应的速率相等
解析:选D 可逆反应达到平衡状态不是反应停止了,而是正向反应速率和逆向反应速率相等。
3.在容器中充入SO2和只由18O原子组成的氧气(18O2)。在一定条件下达到平衡时,18O存在于( )
A.只存在于O2中
B.只存在于O2和SO3中
C.只存在于SO2和SO3中
D.SO3、SO2和O2中都有可能存在
解析:选D 该反应是可逆反应,生成SO3的同时,SO3还会分解,则平衡时,容器中三种物质中都含有18O,D正确。
4.在5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴后,再进行下列实验,其中可证明FeCl3溶液和KI溶液的反应是可逆反应的实验是( )
A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生
B.加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色
C.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgCl沉淀产生
D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现红色
解析:选D FeCl3溶液与KI溶液反应的实质是:2Fe3++2I-===2Fe2++I2,由题意知,Fe3+不足,I-过量。若反应不是可逆反应,反应后的溶液中应无Fe3+;若反应是可逆反应,则反应后的溶液中含Fe3+,所以应滴加KSCN溶液,检验Fe3+是否存在。
5.可逆反应H2+I2(g) 2HI达到平衡的标志是( )
A.混合气体的颜色不再改变
B.v(H2)∶v(I2)∶v(HI)=1∶1∶2
C.混合气体的密度保持不变
D.H2、I2、HI分子个数比为1∶1∶2
解析:选A A项,HI为无色气体,I2为紫红色气体,当混合气体的颜色不再变化时,c(I2)不变,反应达到化学平衡状态,正确;B项,未指明速率表示反应方向不一定平衡,错误;C项,该反应反应前后气体的体积不变,在密闭容器中气体的质量不变,气体的密度一直不变,则混合气体的密度不变不一定达到化学平衡状态,错误;D项,当可逆反应达到平衡时,容器内物质H2、I2和HI的分子个数比为1∶1∶2时,浓度可能仍会变化,不一定达到化学平衡状态,错误。
二、不定项选择题
6.一定条件下的某可逆反应,其正反应速率v(正)和逆反应速率v(逆)随反应时间t的变化如图所示。
下列判断不正确的是( )
A.t1时刻,v(正)>v(逆)
B.t2时刻,v(正)=v(逆)
C.t2时刻,反应达到最大限度
D.t3时刻,反应停止
解析:选D A项,由图像知,在t1时刻,v(正)>v(逆),正确;B项,t2时刻,v(正)=v(逆),反应处于平衡状态,正确;C项,t2时刻,反应处于平衡状态,该反应达到最大限度,正确;D项,t3时刻,反应处于平衡状态,此时反应仍在进行,反应并未停止,错误。
7.哈伯因发明了由氮气合成氨气的方法而获得诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是( )
A.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零
B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
C.达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3
D.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不一定相等
解析:选BD A项,达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率相等,但都不为零,错误;B项,达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再发生变化,正确;C项,达到化学平衡时,N2不能完全转化为NH3,错误;D项,达到8.一定条件下,可逆反应2A B+3C在四种状态中处于平衡状态的是( )
正反应速率 | 逆反应速率 | |
A | vA=2 mol·L-1·min-1 | vB=2 mol·L-1·min-1 |
B | vA=2 mol·L-1·min-1 | vC=2 mol·L-1·min-1 |
C | vA=1 mol·L-1·min-1 | vB=2 mol·L-1·min-1 |
D | vA=1 mol·L-1·min-1 | vC=1.5 mol·L-1·min-1 |
解析:选D 正反应速率和逆反应速率相等时,化学反应达到平衡状态。通过化学方程式中的化学计量数进行变换比较,A项,vA=2 mol·L-1·min-1,vB=1 mol·L-1·min-1;B项,vA=2 mol·L-1·min-1,vC=3 mol·L-1·min-1;C项,vA=1 mol·L-1·min-1,vB=0.5 mol·L-1·min-1。
三、非选择题
9.在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,850 ℃时发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。
(1)CO和H2O浓度变化如图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·min-1。
(2)如图中4~5 min该反应________(填“是”或“否”)处于平衡状态;判断的理由________________________。
解析:(1)观察题图可知,在0~4 min,CO的浓度从0.20 mol·L-1减少到0.08 mol·L-1,则v(CO)=
(2)在4~5 min,反应物CO、H2O(g)浓度不再减小,则生成物CO2、H2的浓度也应该不再增大,故此时处于平衡状态。
答案:(1)0.03 (2)是 反应物的浓度不再变化
10.698 K时,向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g)===2HI(g),测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)容器的体积V= L。
(2)反应达到最大限度的时间是 s,该时间内平均反应速率v(HI)= mol·L-1·s-1。
(3)判断该反应达到平衡的依据是 (填序号)。
①v正(I2)=2v逆(HI)
②H2、I2、HI的浓度都不变
③容器内气体的压强保持不变
④容器内气体的密度保持不变
解析:(1)由于在反应开始时向容器中加入了2 mol H2(g)和2 mol I2(g),而开始时这两种物质的浓度是1.00 mol·L-1,由物质的量与浓度的关系c=得,V===2 L。(2)根据图示可知,当反应进行了5 s时物质的浓度都不再发生变化,反应达到其最大限度,该时间内平均反应速率v(HI)=Δc÷Δt=1.58 mol·L-1÷5 s=0.316 mol·L-1·s-1。(3)①在任何时刻都存在2v正(I2)=v正(HI),若v正(I2)=2v逆(HI),则v正(HI)=4v逆(HI),反应正向进行,未达到平衡,错误。②由于反应是在恒容的密闭容器中进行,若H2、I2、HI的浓度都不变,则平衡混合气体中任何一组分的物质的量不变,反应处于平衡状态,正确。③由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以在任何时刻都存在容器内气体的压强保持不变,故压强保持不变不能作为判断平衡的标志,错误。④由于反应容器的容积不变,反应物、生成物都是气体,所以在任何时刻,容器内气体的密度保持不变,故气体的密度不能作为判断平衡的标志,错误。
答案:(1)2 (2)5 0.316 (3)②
一、单项选择题
1.下列对于一定条件下的某可逆反应的说法中错误的是( )
A.反应开始时,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大
B.达到平衡时,同一物质的正逆反应速率相等
C.达到平衡时,各组分的物质的量浓度不变
D.达到平衡时,各组分的物质的量浓度都相等
解析:选D 对于一定条件下的可逆反应,反应开始时,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,达到平衡时,v正=v逆,各组分的物质的量浓度不再改变,但不一定都相等。
2.下列关于可逆反应化学平衡的说法中,正确的是( )
A.当达到化学平衡时,反应物已完全转化为生成物
B.化学平衡是一定条件下的平衡,当条件改变时,平衡可能会遭到破坏
C.当达到化学平衡时,反应混合物中各成分的浓度相等
D.当达到化学平衡时,正、逆反应均已停止
解析:选B 当可逆反应达到化学平衡时,正、逆反应速率相等,但反应并未停止,此时反应体系中各成分的浓度不再改变(但不一定相等),当外界条件发生改变时,平衡可能被破坏,B正确,C、D错误;可逆反应中,反应物的转化率达不到100%,A错误。
3.对于密闭容器中的反应:N2+3H2 2NH3,在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.NH3在点a′的正反应速率比点b′的正反应速率更小
B.点c反应达到平衡
C.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D.点e处c(NH3)不再变化
解析:选D A项,随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率逐渐减小,则a′点的正反应速率比b′点大,错误;B项,c点反应物和生成物的物质的量相等,没有达到平衡状态,错误;C项,d点和e点都处于平衡状态,n(N2)不变,d点和e点n(N2)相等,错误;D项,e点处于平衡状态,点e处c(NH3)不再变化,正确。
4.可逆反应N2+3H2
A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2)
解析:选C A项,都是表示正反应方向的速率,不能判断,错误;B项,根据化学方程式,当2v正(N2)=v逆(NH3)时,反应达到平衡,错误;C项,正确;D项,当3v正(N2)=v逆(H2)时,反应达到平衡,错误。
5.在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是( )
A.3M(气)+2N(气) P(气)+4Q(气)
B.M(气)+2N(气) 3P(气)+Q(固)
C.M(气)+N(气) P(气)
D.以上都达到平衡
解析:选C A、B项,所给反应是反应前后气体体积相等的反应,反应容器内总压强不随时间变化,因此容器内总压强不变,不能确定反应处于平衡状态,错误;C项,反应是前后气体体积不相等的反应,若反应容器内总压强不随时间变化,此时气体的物质的量不变,可以确定反应处于平衡状态,正确。
二、不定项选择题
6.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g) Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1 mol Y的同时消耗1 mol Z
解析:选CD 因Z为固体,若未达到平衡,混合气体的密度会发生变化,A项可作平衡标志;C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于2∶1时才符合要求。
7.在一密闭容器中进行反应:2SO2+O2
A.SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1
B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO3为0.4 mol·L-1
D.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
解析:选B 假设SO2、O2完全转化为SO3,则c(SO2)=c(O2)=0,c(SO3)=0.4 mol·L-1;假设SO3完全转化为SO2和O2,则c(SO2)=0.4 mol·L-1,c(O2)=0.2 mol·L-1,c(SO3)=0,而可逆反应的特点是反应不能进行到底,故A、C错误,B正确;又因为反应物SO2和生成物SO3不可能同时减小,故D错误。
8.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。
可以判断该分解反应已经达到平衡的是( )
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
解析:选BC A.不能表示正逆反应速率相等;B.反应正向进行则压强增大,总压强不变时,说明反应已达平衡状态;C.恒容条件下,混合气体的密度ρ=
三、非选择题
9.在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO+O2 2NO2体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)如图表示各物质浓度的变化曲线,A点处,v(正)________v(逆),A点正反应速率________B点正反应速率。(用“大于”、“小于”或“等于”填空)
(2)图中表示O2变化的曲线是________。用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
a.容器内压强保持不变 b.v(NO)=2v(O2)
c.容器内的密度保持不变 d.v逆(NO2)=2v正(O2)
(4)能使该反应的反应速率增大的是________。
a.适当升高温度 b.及时分离出NO2气体
c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂
解析:(1)A点处生成物的浓度仍然增加,反应向正反应方向进行,因此v(正)大于v(逆),A点反应物浓度大于B点反应物浓度,因此正反应速率A点大于B点。
(2)图中c、d表示的曲线浓度降低,是反应物。根据表中数据可知起始时NO浓度是0.02 mol÷2 L=0.01 mol·L-1,所以c表示NO,则表示O2变化的曲线是d。用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v(NO2)=v(NO)=
(3)a项,反应前后气体体积发生变化,则当容器内压强保持不变时,说明反应达到平衡状态,正确;b项,v(NO)=2v(O2),式中没有指明反应方向,不一定达到平衡状态,错误;c项,反应过程中气体质量和容积始终是不变的,因此容器内的密度始终不变,则容器内的密度保持不变,不能说明达到平衡状态,错误;d项,反应速率之比是相应的化学计量数之比,则v逆(NO2)=2v正(O2)=v正(NO2),正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确。
(4)a项,适当升高温度反应速率加快,正确;b项,及时分离出NO2,气体浓度降低,反应速率降低,错误;c项,增大O2的浓度反应速率加快,正确;d项,选择高效的催化剂反应速率加快,正确。
答案:(1)大于 大于 (2)d 0.003 mol·L-1·s-1
(3)ad (4)acd
10.t ℃时,将2 mol SO2和1 mol O2通入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2+O2 2SO3(g),2 min时反应达到平衡,此时测得反应物O2还剩余0.8 mol,请填写下列空白:
(1)从反应开始到化学平衡,生成SO3的平均反应速率为________;平衡时SO2转化率为____________。
(2)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是________。
A.容器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2n mol SO2的同时消耗n mol O2
E.相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2
(3)t ℃时,若将物质的量之比为1∶1的SO2和O2混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%。SO2的转化率为____________。
解析:(1) 2SO2 + O2 2SO3(g)
起始浓度(mol·L-1) 1 0.5 0
转化浓度(mol·L-1) 0.2 0.1 0.2
平衡浓度(mol·L-1) 0.8 0.4 0.2
v(SO3)=
α(SO2)=
(3)设SO2、O2的物质的量均为1 mol,反应过程中减小了0.4 mol,即反应了0.8 mol SO2,SO2的转化率为80%。
答案:(1)0.1 mol·L-1·min-1 20% (2)ABE (3)80%
课时跟踪检测(九) 化学反应中的热量
一、单项选择题
1.下列变化过程需要吸收能量的是( )
A.氢气球发生爆炸
B.向污染的河水中投放生石灰
C.
D.
解析:选D 氢气的燃烧爆炸、CaO与水的反应、形成化学键的过程都要放出能量,断裂化学键时需要吸收能量。
2.下列说法中正确的是( )
A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B.生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时,反应为吸热反应
C.反应产物的总能量大于反应物的总能量时,反应吸热,ΔH>0
D.ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
解析:选C 化学反应过程中,既有物质的变化,又有能量的变化,A错误;B项反应为放热反应,错误;ΔH的大小与化学计量数对应成正比,D错误。
3.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A.氢氧化钠溶液与稀盐酸混合
B.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌
C.乙醇燃烧
D.锌与稀硫酸的反应
解析:选B 生成物的总能量高于反应物的总能量,说明此反应是吸热反应。A项,反应属于放热反应,错误;B项,属于吸热反应,正确;C项,燃烧是放热反应,错误;D项,锌与稀硫酸的反应属于放热反应,错误。
4.下图为某化学反应的能量—反应进程图,由此可判断该反应( )
A.为放热反应 B.为吸热反应
C.属于燃烧反应 D.属于中和反应
解析:选B 由图像可知,该反应反应物的总能量低于生成物的总能量,是吸热反应,而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。
5.热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1中,化学式前面的化学计量数表示( )
A.分子数 B.体积
C.质量 D.物质的量
解析:选D 热化学方程式中,化学式前面的化学计量数表示物质的量,因此可以是整数,也可以是分数。
二、不定项选择题
6.已知2SO2+O2 2SO3为放热反应,对该反应的下列说法正确的是( )
A.O2的能量一定高于SO2的能量
B.SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C.SO2的能量一定高于SO3的能量
D.该反应虽为放热反应,但反应发生时可能需要加热
解析:选BD 反应2SO2+O2===2SO3为放热反应,所以SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量,A错误,B正确,C错误;该反应发生时需要加热,D正确。
7.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2SO2+O2===2SO3 ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-517.6 kJ·mol-1
C.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ
D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=393.5 kJ·mol-1
解析:选B A项,未注明物质状态,错误;B项正确;C项,ΔH的单位是kJ·mol-1,错误;D项,C(s)+O2(g)===CO2(g)是放热反应,ΔH<0,错误。
8.已知一定条件下断裂或生成某些化学键的能量关系如下表:
断裂或生成的化学键 | 能量数据 |
断裂1 mol H2分子中的化学键 | 吸收能量436 kJ |
断裂1 mol I2分子中的化学键 | 吸收能量151 kJ |
形成1 mol HI分子中的化学键 | 释放能量299 kJ |
对于反应:H2+I2===2HI,下列说法正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.该反应中反应物总能量低于生成物总能量
C.HI分子中的化学键比H2分子中的化学键更牢固
D.无法判断
解析:选A A项,断键吸收的能量总和为Q吸=436 kJ+151 kJ=587 kJ,成键放出的能量总和Q放=2×299 kJ=598 kJ,Q吸<Q放,因此为放热反应,正确;B项,反应放热,则该反应中反应物总能量高于生成物总能量,错误;C项,键能越大,分子越稳定。根据表中数据可判断H2分子中的化学键比HI分子中的化学键更牢固,错误;D项错误。
三、非选择题
9.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如下图:
体系(反应前)体系(反应后)
(1)若E1>E2,反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”),为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若E1<E2,反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”),为________(填“吸热”或“放热”)反应。
解析:当反应物的总能量大于生成物的总能量时,该反应为放热反应,反应后体系的能量降低;当反应物的总能量小于生成物的总能量时,该反应为吸热反应,反应后体系的能量升高。
答案:(1)降低 放热 (2)升高 吸热
10.甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃。
(1)甲硅烷中含有的化学键是________,其在固态时属于__________晶体。
(2)已知室温下1 g甲硅烷自燃生成SiO2和液态水放出热量44.6 kJ,则其热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)甲硅烷是非金属和非金属形成的化合物,属于共价化合物,其中只含共价键,在固态时依靠分子间作用力结合成分子晶体。
(2)1 mol SiH4完全燃烧,生成液态水放出的热量为44.6 kJ·g-1×32 g=1 427.2 kJ。因此热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)
ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1。
答案:(1)共价键 分子
(2)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)
ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1
一、单项选择题
1.有下列物质:①NaOH固体;②浓硫酸;③NH4NO3晶体;④CaO固体。现将它们分别装入有水的锥形瓶里,立即塞紧带U形管的塞子,发现U形管内滴有红墨水的液面呈现如图所示状态,判断加入的物质可能是( )
A.①②③④ B.①②④
C.②③④ D.①②③
解析:选B U形管内右侧液面高于左侧,说明锥形瓶中气体受热膨胀,NaOH固体、浓硫酸溶于水放热,NH4NO3晶体溶于水吸热,CaO与水反应放热。
2.下列反应或过程中能量的变化如图所示的是( )
A.H+H―→H—H
B.2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O===BaCl2+2NH3↑+10H2O
C.Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
D.H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2O
解析:选B 图像中,生成物的总能量大于反应物的总能量,说明是吸热反应或吸热过程。A项,属于形成化学键,过程中放出能量,错误;B项,属于铵盐和碱的反应,是吸热反应,正确;C项,属于金属与酸的反应,是放热反应,错误;D项,属于酸碱中和反应,是放热反应,错误。
3.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJ·mol-1表示( )
A.炭和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol炭和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量
C.1 mol固态炭和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气,并吸热131.3 kJ
D.1个固态炭原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
解析:选C 热化学方程式的含义是1 mol固体炭与1 mol水蒸气完全反应生成CO气体和H2时,吸收131.3 kJ的热量。
4.下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢过程中能量变化的示意图是( )
解析:选B 氢气与氯气的反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应物断键先吸收能量,能量增大,然后形成化学键时放出能量,能量降低。
5.如右图所示,对A生成C的反应,下列所得结论正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该反应进行时,一定有能量放出
C.A物质比C物质稳定
D.该反应肯定很容易,不需要加热就可以进行
解析:选B 据图可知,反应物A的能量高于生成物C的能量,为放热反应,反应进行时,一定有能量放出,A错误,B正确;A物质的能量高于C,则A不如C稳定,C错误;放热反应并不一定很容易进行, 也可能需要加热,D错误。
二、不定项选择题
6.1克氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量,该反应的热化学方程式正确的是( )
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-142.9 kJ·mol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C.2H2+O2===2H2O ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g)ΔH=-285.8 kJ·mol-1
解析:选B 1克氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量,则1 mol氢气燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,所以该反应的热化学方程式为H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1或2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;C中没有注明状态,D中水应是液态。
7.化学反应A2+B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键共放出x kJ能量
C.断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量
D.2 mol AB的总能量大于1 mol A2和1 mol B2的总能量
解析:选AC A项,该反应反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,正确;B项,断键时吸收能量,所以断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键应吸收x kJ能量,错误;C项,据图可知,断裂2 mol A—B键成为2 mol A和2 mol B吸收y kJ能量,正确;D项,2 mol AB的总能量小于1 mol A2和1 mol B2的总能量,错误。
8.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化:
下列说法中正确的是( )
A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应吸收的能量为180 kJ
B.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
解析:选AC A项,1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应,产生2 mol气态NO时,断键吸收能量Q吸=946 kJ+498 kJ=1 444 kJ,成键放出能量Q放=2×632 kJ=1 264 kJ,Q吸>Q放,反应吸收能量,吸收的能量为Q吸-Q放=180 kJ,正确;B项,通常情况下,N2(g)和O2(g)混合不能直接生成NO,错误;C项,由于反应吸热,所以反应物1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量,正确;D项,NO是一种不成盐氧化物,不能与NaOH溶液反应生成盐和水,错误。
三、非选择题
9.如图是某同学设计的放热反应的观察装置。
其实验操作步骤如下:
①按图所示将实验装置连接好;
②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液),打开T形管活塞,使U形管内两边的液面处于同一水平面,再关闭T形管活塞;
③在盛有1.0 g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水,观察现象。
试回答:
(1)实验前必须进行的一步实验操作是_______________________________________。
(2)实验中观察到的现象是__________________________________________________。
(3)实验中发生反应的化学方程式:____________________________________________。
(4)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系:_________________________。
(5)若该实验中CaO换成NaCl,实验还能否观察到相同现象?________(填“能”或“否”)。
解析:(1)由于实验要通过装置中气压的变化来确定反应是放热反应,所以实验装置要密封,为了确定装置是否密封,实验前要检查装置气密性。(2)由于氧化钙和水的反应是放热反应,反应时试管内温度升高,气体压强增大,导致U形管内红墨水或品红溶液的液面左低右高。(3)CaO和水反应的化学方程式为CaO+H2O===Ca(OH)2。(4)氧化钙和水的反应是放热反应,放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,故CaO和H2O的总能量大于Ca(OH)2的总能量。(5)由于氯化钠和水不反应,混合时能量变化不明显,试管内气体压强变化不明显,故看不到相同的现象。
答案:(1)检查装置的气密性 (2)U形管液面左低右高 (3)CaO+H2O===Ca(OH)2 (4)CaO和H2O所具有的总能量高于Ca(OH)2的总能量 (5)否
10.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知:0.4 mol液态肼与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,并放出256.65 kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为________________________________________________。
(2)又已知:H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是________________________________________________________________________。
解析:(1)当有1 mol液态肼和双氧水反应生成氮气和水蒸气时,放出的热量为:256.65 kJ×1 mol÷0.4 mol=641.625 kJ,所以,ΔH=-641.625 kJ·mol-1,热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.625 kJ·mol-1。
(2)16 g液态肼为0.5 mol,当反应后生成的水为液态时,放出的总热量为:641.625 kJ÷2+44 kJ×2≈408.8 kJ。(3)燃料反应后的生成物是水和氮气,不对环境造成污染。
答案:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-641.625 kJ·mol-1
(2)408.8 kJ
(3)燃料反应后的生成物是水和氮气,不对环境造成污染
课时跟踪检测(十) 化学能转化为电能 化学电源
一、单项选择题
1.如图是铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成的原电池,则锌片是( )
A.阴极:得到电子,发生氧化反应
B.正极:得到电子,发生还原反应
C.阳极:失去电子,发生还原反应
D.负极:失去电子,发生氧化反应
解析:选D 原电池的两极是以正、负极命名;在酸性溶液中比较活泼的一极是负极,所以锌片是负极,负极失去电子发生氧化反应。
2.下列关于原电池的叙述正确的是( )
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
解析:选B A项,氢氧燃料电池的两电极都可用金属铂作电极,错误;B项,原电池是将化学能转变为电能的装置,正确;C项,在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被氧化,错误;D项,原电池放电时,电流的方向是从正极到负极,错误。
3.已知空气-锌电池的电极反应如下:
锌电极:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;
石墨电极:
可以判断石墨电极是( )
A.负极,发生还原反应 B.正极,发生氧化反应
C.负极,发生氧化反应 D.正极,发生还原反应
解析:选D 在电池中,失去电子的一极是负极,发生氧化反应,得到电子的一极是正极,发生还原反应。
4.钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应是( )
A.2H++2e-===H2
B.2H2O+O2+4e-===4OH-
C.Fe-2e-===Fe2+
D.4OH--4e-===2H2O+O2
解析:选C 原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应,电子经导线传递到正极,则钢铁发生电化学腐蚀时,负极是铁失去电子,发生的反应是Fe-2e-===Fe2+。
5.一个原电池的总反应方程式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池可能为( )
选项 | A | B | C | D |
正极 | Cu | Al | Zn | Fe |
负极 | Zn | Zn | Cu | Zn |
电解质溶液 | H2SO4 | CuSO4 | ZnCl2 | CuCl2 |
解析:选D 由电池的总反应方程式知,Zn被氧化作负极,比Zn活动性弱的金属或导电的非金属作正极,Cu2+被还原,溶液应为可溶性铜盐溶液。对照各选项,D项符合题意。
二、不定项选择题
6.如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是( )
A.a极是正极
B.电子由b通过溶液流向a
C.该电池总反应是2H2+O2===2H2O
D.氢氧燃料电池是环保电池
解析:选AB A项,氢氧燃料电池中,通入氢气的a极为负极,错误;B项,通入氧气的b极为正极,电子由a经过导线流向b,错误;C项,氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2===2H2O,正确;D项,氢氧燃料电池反应产物是水,无污染,是环保电池,正确。
7.如图所示是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如下:
则卡片上的描述合理的是( )
A.①②③ B.②④
C.④⑤⑥ D.③④⑤
解析:选B 在该原电池中,锌较活泼作负极,铜为正极,①错误;H+在铜上反应生成H2,故铜上有气泡产生,②正确;原电池中阴离子向负极移动,故SO
8.有a、b、c、d四个金属电极,有关的反应装置及部分反应现象如下:
实验装置 | ||||
部分实验现象 | a极质量减小b极质量增加 | 溶液中的SO | d极溶解c极有气体产生 | 电流从a极流向d极 |
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A.a>b>c>d B.b>c>d>a
C.d>a>b>c D.a>b>d>c
解析:选C a极质量减小b极质量增加,说明a是负极,b是正极,金属性a>b;溶液中的SO
三、非选择题
9.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计。
(1)锌片上发生的电极反应式为____________________________________________;
银片上发生的电极反应式为______________________________________________。
(2)若起始时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,则生成H2体积(标准状况)为__________,电子转移数目是________。
解析:(1)因金属的活动性Zn>Ag,所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时,锌片作负极,发生氧化反应Zn-2e-===Zn2+,银片作正极,发生还原反应2H++2e-===H2↑。
(2)锌片与银片总质量减轻,是因为负极锌失去电子溶解,根据电子得失守恒有:
Zn+2H+===Zn2++H2↑~转移2e-
得V=4.48 L,x=0.4 mol,故N(e-)=0.4NA。
答案:(1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
(2)4.48 L 0.4NA
10.依据氧化还原反应:2Ag++Cu===Cu2++2Ag设计的原电池如图所示。请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 。
(2)银电极为电池的 极,发生的电极反应为 ;X电极上发生的电极反应为 (填“氧化”或“还原”)反应。
(3)外电路中的电子 (填“流出”或“流向”)Ag电极。
(4)当有1.6 g铜溶解时,银电极增重 g。
解析:(1)由原电池反应:2Ag++Cu===Cu2++2Ag知,铜失电子,发生氧化反应,作负极,比铜不活泼的金属或石墨作正极,电解质溶液用可溶性的硝酸银溶液,则电极X的材料是铜,电解质溶液Y是AgNO3溶液。
(2)由(1)知,银电极为电池的正极,发生的电极反应为Ag++e-===Ag,X电极上发生氧化反应。
(3)外电路中,Cu是负极,Ag是正极,Cu失去的电子沿导线经电流计流向正极(Ag电极)。
(4)1.6 g铜的物质的量为1.6÷64=0.025 mol,根据反应2Ag++Cu===Cu2++2Ag,银电极增重实际上是生成金属银的质量,为0.025 mol×2×108 g·mol-1=5.4 g。
答案:(1)Cu AgNO3溶液 (2)正 Ag++e-===Ag 氧化 (3)流向 (4)5.4
一、单项选择题
1.利用化学反应:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,可以设计出一种原电池。该原电池工作时( )
A.Fe为正极 B.Cu为负极
C.负极上发生氧化反应 D.正极上发生氧化反应
解析:选C 由于金属活动性Fe>Cu,所以Fe是负极,Cu是正极,在负极Fe上发生氧化反应:Fe-2e-===Fe2+,在正极Cu上发生还原反应,Cu2++2e-===Cu。
2.两种金属A与B组成原电池时,A是正极。下列有关推断正确的是( )
A.A的金属性强于B
B.电子不断由A电极经外电路流向B电极
C.A电极上发生的电极反应是还原反应
D.A在金属活动性顺序中一定排在氢前面
解析:选C 由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池,A是正极,说明A的金属性比B弱,A错误;外电路电子由负极流向正极,即由B电极经外电路流向A电极,B错误;原电池正极发生还原反应,即A电极上发生还原反应,C正确;A为正极,金属性较弱,可能排在氢的后面,D错误。
3.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流,电解总反应为4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3,下列说法不正确的是( )
A.正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极
C.以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积
D.该电池通常只需要更换铝板就可能继续使用
解析:选B A项,负极反应式:Al-3e-===Al3+,正极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-,正确;B项,电流应由正极铂沿导线流向负极铝,错误;C项,网状的铂表面积大,与氧气的接触面积大,正确;D项,负极的铝板被氧化而消耗,正极材料没有消耗,因此需要更换铝板就可继续使用,正确。
4.如图所示,电流表指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是( )
A.B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸
C.C中阳离子向A极移动
D.A极发生氧化反应
解析:选C A项,电流计指针偏转,说明原电池在工作,由于A极质量减少,B极上有气泡产生,则A是负极,B是正极,正确;B项,负极金属活动性大于正极,而且在正极有气泡产生,则溶液为酸,是H+被还原为H2逸出,因此A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,正确;C项,阳离子移动方向与电流方向一致,阴离子电子移动方向与电流方向相反,溶液C中阳离子向正极B极移动,错误;D项,电极A是负极,失去电子,发生氧化反应,正确。
5.如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是( )
A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸
B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸
D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
解析:选C 电流表指针发生偏转,有电流通过,是原电池装置,a极上有大量气泡生成,a为正极,b为负极,H+在a极上被还原成H2,即a为正极是碳棒,b为负极是铁片,烧杯中溶液为硫酸,C项符合。
二、不定项选择题
6.某原电池的电池反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,与此电池反应不符合的原电池是( )
A.铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
D.银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池
解析:选CD 根据电池反应Fe+2Fe3+===3Fe2+可知,Fe为负极,比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极,含Fe3+的溶液为电解质溶液。
7.某小组为研究电化学原理,设计如右图装置。下列叙述不正确的是( )
某小组为研究电化学原理,设计如右图装置。下列叙述不正确的是( )
A.a 和 b 不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a 和 b 用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-===Cu
C.a和b不连接,铁片不溶解
D.a和b用导线连接后,Fe片上发生还原反应,溶液中的Cu2+向铜电极移动
解析:选CD 铁的活泼性强于铜,故铁能置换出铜且附着在铁片上,A正确。a和b用导线连接后,构成原电池,其中Fe作负极,发生氧化反应,铜作正极,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,B项正确、D项错误。无论a和b是否连接,铁都被氧化生成Fe2+,C项错误。
8.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 | M | N | P |
A | 锌 | 铜 | 稀硫酸 |
B | 铜 | 铁 | 稀盐酸 |
C | 银 | 锌 | 硝酸银溶液 |
D | 锌 | 铁 | 硝酸铁溶液 |
解析:选C M棒变粗,N棒变细,说明M棒是正极,电解质溶液中的阳离子在此极析出;N棒是负极,相对M棒金属活动性更强。综合以上分析可确定C项符合要求。
三、非选择题
9.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如下图所示:
(1)A中反应的离子方程式为________________________________________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为_______________________________________________,
Sn极附近溶液的c(H+)________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)C中被氧化的金属是________,总反应式为___________________________________
________________________________________________________________________。
解析:A烧杯不符合构成原电池的条件,属于金属与酸的反应;B、C装置构成了原电池,金属活动性:Zn>Fe>Sn,所以B中Fe为负极,被氧化;C中Zn为负极,被氧化。B烧杯中Fe失去电子,电子通过导线流向Sn极,Sn极上有气体产生,H+浓度降低 。
答案:(1)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)2H++2e-===H2↑ 降低
(3)Zn Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
10.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示),锌锰干电池的负极材料是 ,负极发生的电极反应式为 。若反应消耗16.25 g负极材料,则电池中转移电子的物质的量为 mol。
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池其电池总反应式可以表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O
A.NiO(OH)作负极
B.Cd作负极
C.此电池是一次电池
D.放电时化学能转变为电能
(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向可知,则X极为电池的 (填“正”或“负”)极,Y极的电极反应式为________________________________________________________________________。
解析:(1)锌锰干电池中的负极是 Zn,发生氧化反应,失去电子生成锌离子,电极反应式是Zn-2e-===Zn2+;16.25 g Zn的物质的量是16.25 g÷65 g·mol-1=0.25 mol,1 mol Zn失去2 mol电子,所以电池中转移电子的物质的量是0.5 mol。
(2)由电池反应可知,Cd元素化合价由0→+2,化合价升高被氧化,Cd作电池负极,A错误,B正确;电池可以充放电,因此是二次电池,C错误;放电时化学能转变为电能,D正确。
(3)氢氧燃料电池中,电子从负极向正极移动,X是电子流出的一极,X是负极,Y是正极,发生还原反应,电解质溶液是KOH溶液,氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。
答案:(1)锌 Zn-2e-===Zn2+ 0.5
(2)BD (3)负 O2+2H2O+4e-===4OH-
课时跟踪检测(十一) 电能转化为化学能
一、单项选择题
1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应,属于氧化反应的是( )
A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
解析:选C 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应为氧化反应,原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应为还原反应。
2.关于铜电极的叙述中不正确的是( )
A.铜锌原电池中铜是正极
B.在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极
C.用电解法精炼铜时粗铜作阳极
D.在电解饱和食盐水的装置中可用铜作阳极,且电极产物是Cl2
解析:选D A项,在铜锌原电池中,锌比铜活泼,锌是负极,铜是正极,正确;B项,电镀时,一般用镀层金属作阳极,正确;C项,用电解法精炼铜时粗铜作阳极,正确;D项,在电解饱和食盐水的装置中应选用惰性电极作阳极,错误。
3.关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是( )
A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B.电解液的成分都保持不变
C.阳极反应都只有Cu-2e-===Cu2+
D.阴极反应都只有Cu2++2e-===Cu
解析:选D A项电镀时镀件作阴极;B项电解精炼铜时电解液成分改变;C项电解精炼铜时,有比铜活泼的金属杂质(如锌)放电,则阳极还会发生反应Zn-2e-===Zn2+。
4.下列说法不正确的是( )
A.不能自发进行的氧化还原反应,也可以通过电解来实现
B.电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化
C.电解池和原电池中均发生氧化还原反应
D.电解、电离、原电池均需要通电
解析:选D 通过电解可使非自发进行的氧化还原反应得以发生,A正确;电解质溶液导电过程中两电极发生氧化还原反应,而金属导电未发生化学变化,B正确;电解池和原电池中均发生氧化还原反应,C正确;只有电解时需外加直流电源,而电离是电解质离解成自由移动离子的过程,原电池因发生自发的氧化还原反应产生电流,D错误。
5.用Pt作电极电解下列某种溶液,当阳极生成112 mL气体时,阴极上析出0.64 g金属,则该电解池中溶质可能是( )
A.CuSO4 B.MgSO4
C.Al2(SO4)3 D.Na2SO4
解析:选A 因Mg2+、Al3+、Na+的氧化性弱于H+,故水溶液中三种离子不放电,即不会析出金属,只有A能析出金属Cu,正确。
二、不定项选择题
6.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈红色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后,溶液呈中性
解析:选BC A项,阴极产物是H2和NaOH,错误;B项,阳极产物是Cl2,滴入KI溶液,Cl2能将I-氧化为I2而使得溶液呈棕色,正确;C项,阴极产物是H2和 NaOH,该极附近的溶液显碱性,滴入酚酞溶液,溶液呈红色,正确;D项,电解中产物有NaOH,溶液显碱性,错误。
7.若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是( )
①将铜片接在电池的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③需用CuSO4溶液作电解液 ④在银片上发生的反应是4OH--4e-===O2↑+2H2O ⑤需用AgNO3溶液作电解液 ⑥在铜片上发生的反应是Ag++e-===Ag
A.①③⑥ B.②③④⑥
C.①④⑤⑥ D.②⑤⑥
解析:选D 若在铜片上镀银,铜片作阴极,银片作阳极,即铜片接电源负极,银片接电源正极,①错误,②正确;电解液中应含有Ag+,③错误,⑤正确;银片上发生的反应是Ag-e-===Ag+,④错误;铜片上发生的反应是Ag++e-===Ag,⑥正确。
8.电解CuSO4溶液时,若要求达到如下三点要求:①阳极质量减小,阴极质量增加;②电解液中c(Cu2+)不变,则可选用的电极是( )
A.纯铜作阳极,含Zn、Ag的铜合金作阴极
B.含Zn、Ag的铜合金作阳极,纯铜作阴极
C.用纯铁作阳极,用纯铜作阴极
D.用石墨作阳极,用惰性电极(Pt)作阴极
解析:选A 据题意知应用纯铜作阳极,反应为Cu-2e-===Cu2+;纯铜(或铜合金)作阴极,反应为Cu2++2e-===Cu,这样电解质溶液中c(Cu2+)保持不变,A正确。B项中在阳极除了Cu失电子外,还会发生Zn-2e-===Zn2+,但阴极只有Cu2++2e-===Cu的反应,故c(Cu2+)会减小;C项阳极Fe-2e-===Fe2+,阴极Cu2++2e-===Cu,c(Cu2+)浓度减小,错误;D项,阳极质量不变,错误。
三、非选择题
9.按如图所示装置,以石墨为电极电解氯化铜溶液。
(1)阴极为________,阳极为________(填写“A”或“B”)。
(2)在阴极发生反应的微粒为______,电极反应式为________________________________________________________________________,
现象为_____________________________________________________。
(3)在阳极发生反应的微粒为____________,电极反应式为____________________,
现象为___________________________________________________________。
答案:(1)B A
(2)Cu2+ Cu2++2e-===Cu 有红色固体析出
(3)Cl- 2Cl--2e-===Cl2↑ 产生黄绿色气体
10.电解原理在化学工业中被广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解质溶液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则
①电解池中X极上的电极反应式为_______________________,
在X极附近观察到的现象是_______________________________________________。
②Y极上的电极反应式为_______________________________________________,
检验该电极反应产物的方法是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用电解法精炼粗铜,电解质溶液a选用CuSO4溶液,则
①X极的材料是__________,电极反应式为____________________________________
________________________________。
②Y极的材料是__________,电极反应式为____________________________________
________________________________。
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
解析:(1)用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极反应:2Cl--2e-===Cl2↑;阴极反应:2H++2e-===H2↑。与电源正极相连的极为阳极,所以X极为阴极,Y极为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H+,溶液呈碱性,加入酚酞溶液变成红色;Y极产生Cl2,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。(2)电解精炼铜时,用含杂质的铜作阳极,精铜作阴极。反应过程中阳极上铜以及比铜活泼的金属失去电子,成为离子进入溶液,活泼性比铜弱的金属形成阳极泥;在阴极只有Cu2+能得到电子成为单质,其他较活泼金属对应的离子不能得到电子。根据题图,X为阴极,Y为阳极。所以X极的材料是精铜,电极反应:Cu2++2e-===Cu;Y极的材料是粗铜,电极反应:Cu-2e-===Cu2+。
答案:(1)①2H++2e-===H2↑ 放出气体,溶液变红 ②2Cl--2e-===Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y极附近,试纸变为蓝色 (2)①精铜 Cu2++2e-===Cu ②粗铜 Cu-2e-===Cu2+
一、单项选择题
1.能用电解原理说明的问题是( )
①电解是把电能转化为化学能 ②电解是化学能转化成电能 ③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生
A.①②③④ B.②③⑤
C.③④ D.①③④⑤
解析:选D 电解是把电能转化为化学能,①正确;电解质溶液导电实质是电解,属于化学变化,金属导电是物理变化,③正确;通过电解,可以实现不能自发进行的氧化还原反应,④正确;电解时,必然发生氧化还原反应,⑤正确。
2.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.氯碱工业电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑
B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-===Fe2+
解析:选A 氢氧燃料电池在负极反应的物质是氢气,B错误;粗铜精炼时,与电源正极相连的是粗铜,粗铜逐渐溶解,与电源负极相连的是纯铜,Cu2+在纯铜上被还原析出,C错误;钢铁腐蚀时,Fe在负极被氧化,D错误。
3.在铁制品上镀上一定厚度的铜层,以下设计方案正确的是( )
A.铜作阳极,镀件作阴极,溶液中含有铜离子
B.铁作阴极,镀件作阳极,溶液中含有铜离子
C.铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子
D.铜用阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
解析:选A 在铁制品上镀铜,需要将铁制品作阴极,铜作阳极,溶液中含有铜离子,A项正确。
4.下列叙述正确的是( )
A.电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极
B.氯碱工业是电解熔融的NaCl,在阳极能得到Cl2
C.氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极,电极反应为O2+4H++4e-===2H2O
D.工业冶炼金属铝的方法是电解熔融的氯化铝
解析:选C A项,电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,错误;B项,氯碱工业是电解氯化钠溶液,错误;C项,氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极,发生还原反应,电极反应为O2+4H++4e-===2H2O,正确;D项,工业冶炼金属铝的方法是电解熔融的氧化铝,氯化铝在熔融状态下不能导电,错误。
5.下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
解析:选C A项,该原电池中,较活泼的金属锌作负极,较不活泼的金属铜作正极,正确;B项,电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,正确;C项,电镀铜时,镀层金属铜作阳极,镀件作阴极,错误;D项,电解氯化铜溶液时,惰性电极作阳极,正确。
二、不定项选择题
6.某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )
某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )
A.电解过程中,铜电极上有H2产生
B.电解初期,总反应方程式为Cu+H2SO4
C.电解一定时间后,石墨电极质量增大
D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大
解析:选BC 铜作阳极:Cu-2e-===Cu2+,铜电极上无H2产生,A错误;石墨作阴极:2H++2e-===H2↑,所以总方程式为Cu+H2SO4
7.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示,电解总反应为2Cu+H2O
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成
解析:选A 由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B项错误;石墨作阴极,阴极上是溶液中的H+发生还原反应,电极反应为2H++2e-===H2↑,A项正确;阳极与电源的正极相连,C项错误;阳极反应为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,当有0.1 mol电子转移时,有0.05 mol Cu2O生成,D项错误。
8.如图所示,用石墨作电极电解氯化铜溶液,下列说法正确的是( )
A.M极是电解池的阴极
B.溶液中的阴离子向M极移动
C.M极上放出的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D.在M、N两极流过0.4 mol电子时,N极上会增重6.4 g
解析:选BC A项,电解池中电源正极连接阳极,故M为阳极,N为阴极,错误;B项,阴离子向阳极移动,正确;C项,阳极反应2Cl--2e-===Cl2↑,然后发生反应Cl2+2I-===I2+2Cl-,生成的碘遇淀粉变蓝色,正确;D项,Cu2++2e-===Cu,n(Cu)=0.5n(e-)=0.5×0.4 mol=0.2 mol,故m(Cu)=0.2 mol×64 g·mol-1=12.8 g,错误。
9.如图所示甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题:
(1)若两池中电解质溶液均为CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲池中的________棒,乙池中的________棒。
②甲池中负极的电极反应式是____________________________________________。
(2)若两池中电解质溶液均为饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
②乙池碳棒上电极反应属于________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
解析:由是否有外加电源推出甲为原电池,乙为电解池。
(1)若两池中电解质溶液均为CuSO4溶液,则有:
甲:负极(Fe) Fe-2e-===Fe2+
正极(C) Cu2++2e-===Cu
乙:阳极(C) 4OH--4e-===O2↑+2H2O
阴极(Fe) 2Cu2++4e-===2Cu
(2)若电解质溶液均为NaCl溶液,则有:
甲:负极(Fe) 2Fe-4e-===2Fe2+
正极(C) O2+2H2O+4e-===4OH-(考虑了溶液中溶解的氧气)
乙:阳极(C) 2Cl--2e-===Cl2↑
阴极(Fe) 2H++2e-===H2↑
答案:(1)①碳 铁
②Fe-2e-===Fe2+
(2)①2Cl-+2H2O
②氧化反应
10.早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠,4NaOH(熔融)
3Fe(s)+4NaOH(l)
(1)电解熔融氢氧化钠制钠,阳极发生电极反应为________________________。
(2)若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠,则两反应中转移的电子总数之比为 。
(3)目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠(如图),电解槽中石墨极为 极,铁为 极。
解析:(1)电解熔融氢氧化钠制钠,阳极发生电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑。
(2)戴维法生成1 mol Na,转移电子1 mol;而盖·吕萨克法:3Fe(s)+4NaOH(l)
答案:(1)4OH--4e-===2H2O+O2↑ (2)1∶2 (3)阳 阴
课时跟踪检测(十二) 太阳能、生物质能和氢能的利用
一、单项选择题
1.下列说法中不正确的是( )
A.电解水生成氢气和氧气时,电能转变成化学能
B.煤燃烧时化学能大部分转变成热能
C.绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能
D.白炽灯工作时电能全部转变成光能
解析:选D 电解过程是电能转化为化学能,A正确;煤燃烧时化学能大部分转变成热能,少部分化学能转化为光能,B正确;绿色植物的光合作用过程中太阳能转变成化学能,C正确;白炽灯工作时电能大部分转变成光能,少部分转变成热能,D不正确。
2.下列说法不正确的是( )
A.CO2、甲烷都属于温室气体
B.用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源,利用乙醇燃料不会产生温室气体
C.氢能利用的难题是氢气的贮存与运输
D.风能发电属于绿色能源
解析:选B 乙醇作燃料产生CO2气体,会引起温室效应,B项错误。
3.下列属于直接利用太阳辐射能的方式是( )
①光-热转换 ②光-电转换 ③光-化学能转换
④光-生物质能转换
A.①②③ B.①③④
C.①②④ D.①②③④
解析:选D 直接利用太阳能的方式基本上有四种:①光-热转换,②光-电转换,③光-化学能转换,④光-生物质能转换。
4.下列过程中的能量转化,属于太阳能转化为生物质能的是( )
A.石油燃烧 B.植物的光合作用
C.核电站发电 D.太阳能电池供电
解析:选B 石油燃烧是化学能转变为热能;核电站发电是核能转化为电能;太阳能电池供电是太阳能转化为电能;植物的光合作用是太阳能转化为生物质能。
5.“绿色化学”要求从根本上减少乃至杜绝污染。下列对农作物收割后留下的秸秆的处理方法中,不符合“绿色化学”要求的是( )
A.就地焚烧 B.发酵后作农家肥
C.加工成精饲料 D.制造沼气
解析:选A 就地焚烧会产生大量烟尘、含硫化合物,造成雾霾等污染。
二、不定项选择题
6.氢能是理想的清洁能源。下列制氢的方法中,最节能的是( )
A.电解水制氢:2H2O
B.高温使水分解制氢:2H2O
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O
D.天然气制氢:CH4+H2O
解析:选C A需要消耗电能,B和D需要高温,都消耗较多的能量。
7.生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能固化为化学能而贮存在生物质内部的能量,一直是人类赖以生存的重要能源。下列有关说法不正确的是( )
A.农村通过杂草和动物的粪便发酵制沼气,沼气的主要成分是二氧化碳
B.推广使用乙醇汽油,乙醇可由富含淀粉的谷物发酵产生
C.氢能可以通过电解海水,大量推广使用
D.开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展
解析:选AC 沼气的主要成分是甲烷,电解海水可制得H2,但成本高,不能大量推广使用。
8.化石燃料仍是目前能源的主体,但已经面临危机,开发新能源是解决能源问题的关键。下列能量转换过程,不涉及化学变化的是( )
A.利用氢氧燃料电池提供电能
B.利用太阳能分解水制备氢气
C.利用水流驱动涡轮机发电
D.利用植物秸秆为原料生产乙醇燃料
解析:选C A项,利用氢氧燃料电池提供电能是化学能转化为电能,涉及化学变化;B项,利用太阳能分解水制备氢气是光能转化为化学能,涉及化学变化;C项,利用水流驱动涡轮机发电是机械能转化为电能,不涉及化学变化;D项,利用植物秸秆为原料生产乙醇燃料发生化学变化。
三、非选择题
9.阅读下面的叙述,回答有关问题。
“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”,主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代科学技术所改变。
(1)下面有关“生物质能”的说法,不正确的是________。
A.利用生物质能就是间接利用太阳能
B.生物质能源是可再生的能源
C.生物质能源是解决农村能源的主要途径
D.生物质能的缺点是严重污染环境
(2)沼气是有机废弃物(树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等)在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体,主要成分是甲烷。农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。下面有关结论中,错误的是________。
A.沼气是一种清洁的能源
B.使用沼气作能源可以保护森林
C.使用沼气给农民的生活带来了不便
D.使用沼气是对化学能的充分利用
解析: (1)生物质的利用形式有多种,不一定是燃烧,不一定对环境有污染,D错误。
(2)使用沼气能源可以减少其他能源的使用,进而保护森林。
答案:(1)D (2)C
10.(1)利用新能源发电的形式有很多,如图所示,其中A表示潮汐能发电,B表示地热能发电,C表示________能发电,D表示________能发电。
(2)人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能,捕获太阳能的生物主要为绿色植物,其光合作用的总反应式是________________________________,光合作用的能量转换是把________转化为________。
解析:(1)从题图C可看出,风车发电,是将风能转化为电能;题图D是利用太阳能发电,是将太阳能转化为电能。
(2)绿色植物在光能作用下,将CO2和H2O转化为有机物和氧气,同时将光能转变为化学能贮存起来。
答案:(1)风 太阳
(2)6H2O+6CO2
光能 化学能
一、单项选择题
1.下列给出的能源中,不能作为新能源的是( )
A.太阳能 B.无烟煤
C.燃料电池 D.氢能
解析:选B 煤属于化石燃料,不属于新能源;太阳能、燃料电池、氢能均为有发展前景的新能源。
2.下列有关能量转化的认识不正确的是( )
A.通过植物的光合作用,太阳能转化为化学能
B.人类使用照明设备,将电能转化为光能
C.生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D.燃料燃烧,只是将化学能转化为了热能
解析:选D A项,植物的光合作用是把太阳能转化为化学能,正确;B项,照明是电能转化为光能,正确;C项,生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效,正确;D项,燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应,反应过程中化学能可以变为光能、热能等,错误。
3.下列关于能源和作为能源的物质的叙述错误的是( )
A.吸热反应的反应物总能量低于生成物总能量
B.绿色植物进行光合作用时,将光能转化为化学能“贮存”起来
C.物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能、光能等为人类所利用
D.天然气属于新能源
解析:选D A项,吸热反应反应物的总能量低于生成物的总能量,正确;B项,绿色植物进行光合作用时,通过发生化学反应,将光能转化为化学能“贮存”在化学物质中,正确;C项,物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能、光能等为人类所利用,正确;D项,天然气不属于新能源,错误。
4.氢气是未来的“绿色能源”,科学家们最新研制出利用太阳能产生激光,再用激光使水分解制得氢气的新技术,其中水的分解可以用化学方程式表示为2H2O
下列有关说法不正确的是( )
A.TiO2在反应中作氧化剂,且该反应不需任何其他条件就能自发进行
B.水分解不产生污染物
C.TiO2在反应中作催化剂
D.该技术将太阳能转化为化学能
解析:选A 从2H2O
5.有人认为人体实际上是一架缓慢燃烧着的“高级机器”,人体在生命活动过程中也需要不断补充“燃料”,按照这种观点,人们通常摄入的下列物质不能看作“燃料”的是( )
A.淀粉 B.水
C.脂肪 D.蛋白质
解析:选B A项,淀粉属于糖类,是人体的主要供能物质,错误;B项,水在人体内主要是作溶剂,不能为人体提供能量,正确;C项,脂肪能在人体内发生氧化反应提供能量,错误;D项,蛋白质在人体内被水解为氨基酸后才能吸收,一部分氨基酸再重新合成人体的蛋白质,另一部分氨基酸氧化分解释放能量,供生命活动需要,错误。
二、不定项选择题
6.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。
下列说法正确的是( )
A.H2O的分解反应是吸热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量
D.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值
解析:选AC 2H2O===2H2↑+O2↑是吸热反应,说明2 mol H2O的能量低于2 mol H2 和1 mol O2的能量;因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输,所以氢能源利用并未普及,但发展前景广阔。
7.太阳能的开发和利用是21世纪一个重要课题。利用储能介质储存太阳能的原理是:白天在太阳照射下某种盐熔化,吸收热量,晚间熔盐固化释放出相应的能量,已知数据:
盐 | 熔点(℃) | 熔化吸热 (kJ·mol-1) | 参考价格 (元·t-1) |
CaCl2·6H2O | 29.9 | 37.3 | 780~850 |
Na2SO4·10H2O | 32.4 | 77.0 | 800~900 |
Na2HPO4·12H2O | 35.1 | 100.1 | 1 600~2 000 |
Na2S2O3·5H2O | 45.0 | 49.7 | 1 400~1 800 |
其中最适宜选用作为储能介质的是( )
A.CaCl2·6H2O B.Na2SO4·10H2O
C.Na2HPO4·12H2O D.Na2S2O3·5H2O
解析:选B 适宜作为储能介质的物质,应具有熔点较低,熔化时吸热量较大,价格较低,Na2SO4·10H2O最适合。
8.可再生能源是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改变能源结构、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.风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源
B.推广可再生能源有利于经济可持续发展
C.上图是太阳能光伏电池原理图,图中A极为正极
D.光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能
解析:选C 风能、太阳能、生物质能均属可再生能源,推广使用可再生能源有利于可持续发展;图示中由电流方向可知A极是太阳能光伏电池的负极;该过程中太阳能转化为电能。
三、非选择题
9.某人设想利用下述反应的联合与循环来生产能解决目前环境和能源问题的某种物质:
①3FeCl2+4H2O(g)
②4Fe3O4+12Cl2+12HCl
③6FeCl3
试回答:
(1)该人欲生产的这种物质是________。
(2)从化学原理来看这种生产的实质是______________________________________。
(3)若生产条件和设备均很理想,在生产过程中只需添加的原料是________。
解析:从三个反应的产物来看,能够解决目前环境和能源问题的物质是氢气,所以该反应是用来制备氢气的。又因为这三个反应是“联合与循环”生产氢气的,所以可以将三个化学方程式叠加,可得总的化学方程式为2H2O===2H2↑+O2↑,故产物为H2和O2,其中 H2能解决目前环境和能源问题;FeCl2和Cl2作催化剂,HCl、Fe3O4和FeCl3是中间产物。
答案:(1)H2 (2)使水分解为氢气和氧气 (3)水
10.能源可划分为一级能源和二级能源。自然界以现成方式提供的能源称为一级能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取,该反应要吸收大量的热,反应式为2H2O(l)
根据上述内容回答下列问题:
(1)下列叙述中,正确的是________。
A.电能是二级能源 B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源 D.水煤气是一级能源
(2)关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是________。
A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢气成为二级能源
B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
D.寻找特殊催化剂,用于开发廉价能源,以分解水制取H2
(3)标准状况下,11.2 L H2燃烧生成液态的水,放出Q kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由题给信息可知水力、天然气是一级能源;电能是依靠煤燃烧的热能或水力、风能、核能等转化而制得的能源;水煤气是一氧化碳和氢气的混合气,它由焦炭和水蒸气在高温下反应生成,故电能和水煤气均是二级能源。
(2)水本身并不能燃烧,水分解后生成的氢气才可以燃烧放出热量,而水的分解是吸热反应。在发生吸热反应时,反应物需要吸收能量才能转化为生成物。
(3)n(H2)=
答案:(1)AC (2)AC (3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-4Q kJ·mol-1
课时跟踪检测(十三) 天然气的利用 甲烷
一、单项选择题
1.右图是某物质分子的比例模型,该物质的分子式是( )
A.NH3 B.CH4
C.H2O D.C2H4
解析:选B 从图上看出,符合甲烷的结构。
2.光照对下列反应几乎无影响的是( )
A.氢气与氯气 B.甲烷与氯气
C.甲烷与氧气 D.次氯酸分解
解析:选C CH4与O2反应需点燃;H2与Cl2反应可光照,也可点燃;CH4与Cl2光照发生取代反应;2HClO
3.有下列物质:①氯气;②硝酸;③溴水;④烧碱;⑤氧气;⑥酸性KMnO4溶液,其中在一定条件下可与甲烷反应的是( )
A.①②③ B.④⑤⑥
C.①⑤ D.②③④⑥
解析:选C 甲烷在光照条件下可与Cl2发生取代反应,在点燃条件下可与O2反应生成CO2和H2O;甲烷与硝酸、溴水、烧碱、酸性KMnO4溶液均不发生化学反应。
4.下列反应属于取代反应的是( )
解析:选D A属于分解反应,B属于置换反应,C属于氧化还原反应(燃烧),D属于取代反应。
5.下列关于同系物的说法中,错误的是( )
A.同系物具有相同的分子式
B.同系物符合同一通式
C.相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.同系物的化学性质基本相似
解析:选A 同系物结构相似,属于同一类物质,因此有同一通式,但一定不具有相同的分子式,A错误,B正确;相邻同系物在分子组成上相差一个CH2原子团,C正确;因结构相似,所以化学性质基本相似,D正确。
二、不定项选择题
6.下列物质中,不能和氯气发生取代反应的是( )
A.CH3Cl B.CCl4
C.CH2Cl2 D.CH4
解析:选B 甲烷和CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3均能与氯气发生取代反应,但CH4分子中的氢原子全部被取代后即CCl4与氯气不能再发生取代反应。
7.等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中,加盖后置于光亮处,下列有关实验现象和结论中,正确的是 ( )
A.反应后Cl2完全反应而CH4有剩余
B.瓶内壁有油状液滴生成
C.最后有CH4、Cl2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl七种物质共存
D.只有CH3Cl和HCl两种产物
解析:选BC 有机化学反应进行不彻底,故反应后有CH4和Cl2剩余,产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl。
8.下列叙述错误的是( )
A.通常情况下,甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应
B.甲烷是正四面体结构
C.甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3,还是CCl4,都属于取代反应
D.甲烷的四种取代物常温下均为液体
解析:选D 通常情况下甲烷较稳定,不与强酸、强碱和强氧化剂反应,A正确;甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,B正确;甲烷与Cl2在光照时发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl五种产物,其中四种有机产物中CH3Cl为气体,CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体,C正确,D错误。
三、非选择题
9.已知某烷烃的相对分子质量为30。
(1)该烷烃的分子式为________。
(2)该烷烃在光照时与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式为_____________________
___________________________________________________,属于__________反应。
解析:烷烃的通式为CnH2n+2,则14n+2=30,得n=2,即C2H6。
答案:(1)C2H6
(2)CH3CH3+Cl2
10.如下图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲中注入10 mL CH4,同温同压下乙中注入50 mL Cl2,将乙中气体推入甲中,用漫散光照射一段时间,气体在甲中反应。
(1)下列是某同学预测的实验现象:
①气体最终变为红色;②实验过程中,甲中活塞向内移动;③甲中内壁有油珠;④产生火花。
其中正确的是 。
(2)甲管中发生反应的反应类型为 。
(3)反应后,甲中剩余气体能用下列试剂吸收的是 。
A.水 B.氢氧化钠溶液
C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水
(4)反应后,若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到______________________。若再向其中滴入几滴石蕊溶液,又观察到__________。
解析:在光照下,甲烷与氯气发生连锁反应:CH4+Cl2
(1)理论上,甲烷与氯气按体积比为1∶4时二者恰好完全反应,而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1,说明氯气过量,最终气体中仍有氯气。反应过程中不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体,所以气体的总物质的量减小,内部压强减小,甲中活塞向内移动。
(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲中发生的是取代反应。
(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢,可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。
(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀,同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,因Cl2有剩余,若加入几滴石蕊溶液,溶液会先变红后褪色。
答案:(1)②③ (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层,产生白色沉淀 溶液先变红后褪色
一、单项选择题
1.下列物质互为同系物的是( )
C.CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl
D.CH4与CH3CH2Cl
解析:选B A项为同种物质,B项互为同系物,C项所含氯原子数不同,分子组成不是相差一个CH2原子团或其倍数,D项不是同一类别的物质,故不属于同系物。
2.将甲烷与氯气按1∶3的体积比混合于一试管中,倒立于盛有饱和食盐水的水槽,置于光亮处(如图所示),下列有关此实验的现象和结论的叙述不正确的是( )
A.试管中气体的黄绿色逐渐变浅,水面上升
B.生成物只有三氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体
C.试管内壁有油状液滴形成
D.试管内有少量白雾
解析:选B A项,在光照条件下,甲烷和氯气发生取代反应,生成物均没有颜色,所以气体颜色变浅,氯化氢溶于水后导致试管内液面上升,正确;B项,甲烷和氯气反应的生成物只有一氯甲烷和HCl在标准状况下是气体,错误;C项,二氯甲烷和三氯甲烷都是液态有机物,所以试管内壁有油状液滴生成,正确;D项,该反应中有氯化氢生成,氯化氢遇空气中的水蒸气形成白雾,正确。
3.鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是 ( )
A.点燃—通入澄清石灰水—加入溴的四氯化碳溶液
B.点燃—罩上小烧杯—加入澄清石灰水
C.点燃—通入澄清石灰水
D.点燃—通入酸性KMnO4溶液
解析:选B 根据燃烧后的产物来判断,甲烷燃烧后生成CO2和H2O,H2燃烧后生成H2O,CO燃烧后生成CO2。在火焰的上方罩一个干燥的小烧杯,出现水雾的是甲烷和H2,没有水雾的是CO;然后在有水雾的两个小烧杯里加入澄清石灰水,出现浑浊的是甲烷,无现象的是H2。
4.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是 ( )
A.CH3Cl只有一种结构
B.CH2Cl2只有一种结构
C.CHCl3只有一种结构
D.CH4中含有4个C—H共价键
解析:选B 甲烷分子无论是正四面体结构,还是正方形的平面结构,A、C、D三项都是成立的,CH2Cl2若是正方形的平面结构,则其结构应有两种,即和,若是正四面体结构,则其结构只有一种。无论是正四面体结构还是正方形结构,CH4中含有4个C—H共价键。
5.1 mol乙烷在光照条件下,最多可以与多少摩尔Cl2发生取代反应( )
A.4 mol B.8 mol
C.2 mol D.6 mol
解析:选D 乙烷的分子式为C2H6,1 mol Cl2只能取代烷烃中的1 mol H原子,故1 mol乙烷最多与6 mol Cl2发生取代反应。
二、不定项选择题
6.有两种气态烷烃组成的混合物,标准状况下的密度为1.16 g·L-1,则关于混合物的组成判断正确的是( )
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.可能是甲烷和乙烷的混合物
D.可能是乙烷和丙烷的混合物
解析:选AC 混合气体的平均摩尔质量是M(平均)=1.16 g·L-1×22.4 L·mol-1=26 g·mol-1,即平均相对分子质量为26,在烷烃中相对分子质量小于26的只有甲烷,因此一定含有甲烷。
7.将0.2 mol下列烃完全燃烧后,生成的气体缓缓通入0.5 L 2 mol·L-1的NaOH溶液中,生成正盐和酸式盐的物质的量之比为1∶3,则该烷烃是( )
A.乙烷 B.丙烷
C.丁烷 D.戊烷
解析:选C 设该烷烃分子中含有n个C原子,则完全燃烧产生CO2的物质的量是0.2n mol。n(NaOH)=0.5 L×2 mol·L-1=1 mol;又设产生的Na2CO3的物质的量为a mol,则NaHCO3为3a mol,根据钠原子守恒可得2a+3a=1,解得a=0.2 mol,所以Na2CO3为0.2 mol,NaHCO3为0.6 mol;根据碳原子守恒可得0.2n=0.8,n=4,因此该烷烃是丁烷。
8.在一定的温度、压强下,向100 mL CH4和Ar的混合气体中通入400 mL O2,点燃使其完全反应,最后在相同条件下得到干燥气体460 mL,则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为( )
A.1∶4 B.1∶3
C.1∶2 D.1∶1
解析:选A Ar是稀有气体,不参与反应,反应前后气体的体积变化由CH4燃烧生成的水引起。反应前后气体的体积变化为100 mL+400 mL-460 mL=40 mL。
设混合气体中CH4的体积为x。
CH4+2O2
1 mL 2 mL 1 mL 2 mL
x 40 mL
x=20 mL
Ar的体积为100 mL-20 mL=80 mL,CH4与Ar的体积之比为1∶4,相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,即n(CH4)∶n(Ar)=1∶4。
三、非选择题
9.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。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如图。
根据要求填空:
(1)写出CH4与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)B装置有三种功能:①控制气体流速;②将气体混合均匀;
③________________________________________________________________________。
(3)D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末,其作用是______________________。
(4)E装置中除了有盐酸生成外,还含有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为________________。
(5)该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,尾气的主要成分是________ (填编号)。
A.CH4 B.CH3Cl C.CH2Cl2
D.CHCl3 E.CCl4
解析:(1)CH4与Cl2反应生成的一氯代物为CH3Cl,则化学方程式为CH4+Cl2
(2)B装置盛有浓硫酸,具有吸水性,所以B装置的第③种作用为干燥甲烷和氯气。
(3)Cl2与CH4反应可能有部分Cl2剩余,Cl2能与KI反应生成I2和KCl,所以D装置中石棉上吸附着的KI饱和溶液及KI粉末的作用是除去未反应的Cl2。
(4)CH4与Cl2反应生成的CH3Cl和HCl是气体,HCl易溶于水而CH3Cl难溶于水,液体分层,从E中分离出盐酸的最佳方法为分液。
(5)反应物CH4可能有剩余,生成物CH3Cl为气体,尾气的主要成分是CH4和CH3Cl。
答案:(1)CH4+Cl2
(2)干燥甲烷和氯气 (3)除去未反应的Cl2 (4)分液 (5)AB
10.(1)完全燃烧0.1 mol某烃,燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液,实验结束后,称得浓硫酸增重9 g,浓碱液增重17.6 g。该烃的化学式为________,并写出其所有可能的结构简式:____________。
(2)某烃2.2 g,在O2中完全燃烧,生成6.6 g CO2和3.6 g H2O,在标准状况下其密度为1.964 3 g·L-1,其化学式为________________。
(3)某烷烃的相对分子质量为128,该烷烃的化学式为______________。
(4)在120 ℃和101 kPa的条件下,某气态烃和一定质量的氧气混合气体,点燃完全反应后再恢复到原来的温度时,气体体积缩小,则该烃分子内的氢原子个数________。
A.小于4 B.大于4
C.等于4 D.无法判断
解析:(1)0.1 mol烃中,n(C)=
(2)该烃的摩尔质量M=22.4 L·mol-1×1.964 3 g·L-1=44 g·mol-1,烃分子中n(C)∶n(H)=
(3)设该烷烃的化学式为CnH2n+2,则14n+2=128,解得:n=9,化学式为C9H20。
(4)设烃的分子式为CxHy,则有:
CxHy+
因为反应后气体体积缩小,则1+x+
即y<4。
答案:(1)C4H10 CH3—CH2—CH2—CH3、
(2)C3H8 (3)C9H20 (4)A
课时跟踪检测(十四) 石油炼制 乙烯
一、单项选择题
1.下列物质中,不能和乙烯发生加成反应的是( )
A.H2 B.H2O
C.KMnO4 D.Br2
解析:选C KMnO4与乙烯发生的是氧化还原反应。
2.乙烯可通过石油裂解获得。下列有关乙烯性质的说法错误的是 ( )
A.在常温常压下为液体
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.可以在空气中燃烧
D.能使溴的CCl4溶液褪色
解析:选A A项,在常温常压下乙烯为气体,错误;B项,乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,正确;C项,可以在空气中燃烧,正确;D项,与溴发生加成反应,能使溴的CCl4溶液褪色,正确。
3.下列关于有机物的说法正确的是 ( )
A.乙烯的分子式为CH2===CH2
B.甲烷结构简式为CH4
C.乙炔的结构简式为C2H2
D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色说明它具有漂白性
解析:选B A项应为C2H4;C项C2H2是乙炔的分子式,其结构简式应为CH≡CH;D项乙烯发生了氧化反应,无漂白性。
4.下列反应中,属于加成反应的是( )
A.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
B.将四氯化碳滴入溴水中,振荡后水层接近无色
C.乙烯使溴水褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色变浅
解析:选C A项,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色发生的是氧化反应,错误;B项,将四氯化碳滴入溴水中,振荡后水层接近无色属于萃取,错误;C项,乙烯与溴水发生加 成反应而使溴水褪色,正确;D项,甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色变浅,属于取代反应,错误。
5.下列说法错误的是( )
A.石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油
B.含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C.石油裂解是为了获得更多化工原料,如乙烯、丙烯等
D.汽油是烃的混合物,煤油、柴油是由烃构成的纯净物
解析:选D 选项A中,石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物,含有C5~C11的烷烃,通过石油分馏就可以得到汽油、煤油等分馏产品;选项B中,使含C18以上的固态烃的长链分子断裂就可以得到汽油,使长链烃分子断裂为C5~C11烷烃的过程采用催化裂化的方法;选项C中,裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯等作化工原料;选项D中,石油是烃的混合物,石油分馏产品汽油、煤油、柴油等仍是烃的混合物。
二、不定项选择题
6.将CH4和C2H4的混合气体15 g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的体积比为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.3∶2 D.2∶3
解析:选B CH4不与溴水反应,与溴水反应的是C2H4,因此溴水增加的7 g即为混合气体中C2H4的质量,其物质的量n(C2H4)=
7.下列说法错误的是 ( )
A.无论是乙烯与Br2的加成反应,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关
B.溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同
D.乙烯易发生取代反应
解析:选CD 乙烯发生加成反应和氧化反应的过程中碳碳双键都参与反应,A项正确;乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液反应,但是乙烷不能,故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙烷,B项正确;乙烯和甲烷中氢的质量分数不同,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量不同,C项错误;乙烯分子中含有碳碳双键,易发生加成反应,不易发生取代反应,D项错误。
8.使1 mol乙烯与氯气完全发生加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量最多为 ( )
A.3 mol B.4 mol
C.5 mol D.6 mol
解析:选C CH2===CH2+Cl2―→CH2Cl—CH2Cl,1 mol产物中含4 mol氢原子,则取代时消耗4 mol Cl2,因此1 mol乙烯在与Cl2反应(加成反应和取代反应)的过程中共消耗Cl2 5 mol。
三、非选择题
9.下面是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生C2H4并检验C2H4性质的实验,完成下列各问题。
(1)B中溶液褪色,是因为乙烯被____________________________________________。
(2)C中发生反应的化学方程式:______________________________________________。
(3)在D处点燃时必须进行的操作是____________________________________________。
解析:(1)乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,是因为乙烯发生了氧化反应,把KMnO4还原而使之褪色。
(2)C中发生反应为CH2===CH2+Br2―→CH2Br—CH2Br。
(3)在点燃可燃性气体前应先检验纯度。
答案:(1)氧化
(2)CH2===CH2+Br2―→CH2Br—CH2Br
(3)检验乙烯的纯度
10.请回答实验室分馏石油的有关问题:
(1)实验室分馏石油的正确操作顺序是E→____→____→A→____→____→G。
A.连接接液管
B.装入碎瓷片和石油,塞上带温度计的塞子
C.检查装置气密性
D.连接冷凝管及进出水管
E.在铁架台上放酒精灯,固定好铁圈,放上石棉网
F.固定好蒸馏烧瓶
G.加热
(2)以下是石油分馏的装置图,试指出有关仪器的名称:A________;B________。
(3)图中有______处错误。
(4)分馏石油得到的各个馏分都是________(填“混合物”或“纯净物”)。
解析:(1)按组装仪器的顺序从下到上,从左到右,连接好装置后,先检验装置气密性,再装入碎瓷片和石油进行蒸馏,即顺序为E→F→D→A→C→B→G。
(2)A为蒸馏烧瓶,B为冷凝管。
(3)①温度计水银球的位置错误,应与蒸馏烧瓶支管口下沿平齐;②蒸馏烧瓶下没垫石棉网,加热时会受热不均而炸裂;③冷凝管中冷凝水的流向错误,冷水应从下方进,上方出。共有3处错误。
(4)石油分馏得到的各个馏分为烃类物质的混合物。
答案:(1)F D C B (2)蒸馏烧瓶 冷凝管 (3)3 (4)混合物
一、单项选择题
1.制取一氯乙烷最好采用的方法是( )
A.乙烷和氯气反应
B.乙烯和氯气反应
C.乙烯和氯化氢反应
D.乙烯和氢气反应后再和氯气反应
解析:选C 乙烯和氯化氢反应的唯一产物是一氯乙烷,没有副产物。
2.下列反应中属于加成反应的是( )
①CH2===CH2+H2O
②H2+Cl2
④CH3—CH3+Cl2
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
解析:选C 乙烯和水的反应属于加成反应,①正确;H2和Cl2的反应属于化合反应,②错误;COCH3H分子里有一个不饱和碳原子,而另一个不饱和原子是氧原子,它们构成的原子团为CO,所以反应的实质是氢分子里的氢原子跟CO里的不饱和原子直接结合,属于加成反应,③正确;④是烷烃的取代反应,错误。
3.由乙烯推测丙烯与溴水反应时,对反应产物的叙述正确的是( )
A.CH2Br—CH2—CH2Br
B.CH3—CHBr—CH3
C.CH3—CH2—CHBr2
D.CH3—CHBr—CH2Br
解析:选D 烯烃与溴发生加成反应时,两个不饱和碳原子上各加一个溴原子,故丙烯与溴水反应的产物是CH3—CHBr—CH2Br,D项符合题意。
4.能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是 ( )
A.乙烯分子里碳氢个数比为1∶2
B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等
C.乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴
D.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析:选C 碳氢个数比为1∶2,是对乙烯组成的分析,而不是证明碳碳双键存在的事实;B选项与A选项实质是一样的,根据生成CO2和H2O的物质的量相等,也只能推断出碳氢个数比为1∶2;C选项,加成反应是不饱和烃的特征性质,1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键;D选项,能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征,不能说明乙烯分子中只含有一个碳碳双键。
5.乙炔分子CHCH加成可以得到CH2CHCCH(乙烯基乙炔),该物质是合成橡胶的重要原料。下列对该物质的判断中错误的是( )
A.该物质既是CH2===CH2的同系物,又是CH≡CH的同系物
B.该物质既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴水褪色
C.该物质与足量的氢气加成后,只能生成一种物质
D.该物质的分子中所有原子共平面
解析:选A 该物质既含。与乙烯、乙炔的结构均不相同,不是它们的同系物;该分子结构决定该物质既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴水褪色;该物质与足量的氢气加成后,只能生成一种物质即丁烷;该物质的分子相当于CH2CH2分子中的一个H原子被CCH代替,而CCH为直线形,则分子中所有原子共平面,故B、C、D正确,A错误。
二、不定项选择题
6.如图是某种有机物分子的球棍模型图。图中的“棍”代表单键或双键,不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。对该有机物的叙述不正确的是( )
A.该有机物可能的分子式为C2HCl3
B.该有机物的分子中一定有键
C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上
D.该有机物可以由乙烯和氯化氢加成反应得到
解析:选D 据球棍模型知该有机物可为C2HCl3,A正确;据碳的成键特点知B正确;类比C2H4的结构知C正确;若为C2H4与HCl加成则产物为C2H5Cl,不符合成键情况。
7.某种物质的结构简式如下,下列描述中不正确的是( )
A.分子式为C9H10
B.1 mol此分子在一定条件下最多能与4 mol H2发生反应
C.所有碳原子都在同一平面上
D.此物质能被酸性KMnO4溶液氧化
解析:选AC 根据结构简式可直接得出分子式C9H12,A不正确;1 mol该分子含4 mol碳碳双键,故可与4 mol H2发生加成反应,B正确;因含碳碳双键,故易被酸性KMnO4溶液氧化,D正确;该分子中最中间的碳原子为饱和碳原子,与其相邻的四个碳原子构成正四面体结构,C不正确。
8.两种气态烃组成的混合气体0.1 mol,完全燃烧得0.15 mol CO2和3.6 g H2O,下列关于该混合气体的说法正确的是( )
A.一定有乙烯 B.一定没有乙烯
C.一定有乙烷 D.一定有甲烷
解析:选D 3.6 g H2O的物质的量是0.2 mol,根据原子守恒可知,混合烃的平均化学式是C1.5H4,碳原子数小于1.5的只有甲烷,因此一定含有甲烷,甲烷分子中含有4个H原子,平均含有四个H原子,则另外一种烃分子中含有的H原子个数也是4,所以一定不含有乙烷,可能含有乙烯。
三、非选择题
9.某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。根据下图回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D的结构简式:
A________________,B________________,
C________________,D________________。
(2)写出②、⑤两步反应的化学方程式,并注明反应类型:
②________________________________________________________________________,反应类型________。
⑤________________________________________________________________________,反应类型________。
解析:根据烃A的用途知A为CH2===CH2,则B为CH3CH3,C为CH3CH2Cl,D为CH3CH2OH。反应②和⑤均能制得CH3CH2Cl,化学方程式分别为CH2===CH2+HCl
答案:(1)CH2===CH2 CH3CH3 CH3CH2Cl CH3CH2OH
(2)CH2===CH2+HCl
10.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:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OH
乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须先除去杂质,再与溴水反应。
请你回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验 ________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是__________________________________________________________________。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是________,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。为此,乙同学设计了如图所示的实验装置:
请回答:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中可盛放的试剂是:
Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 。(填字母)
A.品红溶液 B.NaOH溶液
C.溴水 D.酸性高锰酸钾溶液
(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是______________________。
解析:在实验室制备乙烯的过程中,由于浓硫酸具有强氧化性,可以将一部分乙醇氧化,本身被还原成SO2,SO2具有较强的还原性,可以将溴水还原,所以,要证明乙烯能与溴水反应,必须除去SO2。一般来说,除SO2用NaOH溶液,验证SO2有没有被彻底除去,在Ⅰ装置后必须加一个盛有品红溶液的洗气瓶,Ⅱ中盛放的是品红溶液。在确认完全除去SO2后将气体通入盛有溴水的试管中,溴水褪色,则一定是乙烯与溴水反应的结果。但不能认为,二者发生的一定是加成反应。证明二者发生的不是取代反应,根据两种反应的特点,加成反应只有一种产物,而取代反应除了有机产物外,还有HBr生成,可以设法证明反应后的溶液中无HBr,则可知二者发生的反应是加成反应而不是取代反应。
答案:(1)不能 AC (2)SO2 SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr B A C
(3)如果发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强,故可用pH试纸验证
课时跟踪检测(十五) 煤的综合利用 苯
一、单项选择题
1.下列叙述中错误的是( )
A.苯分子中12个原子处于同一平面
B.乙烯分子中含有碳碳双键,而苯分子中不含碳碳双键
C.乙烯和苯均属于不饱和烃
D.苯的一溴代物有两种结构
解析:选D 苯分子式C6H6,属平面形结构,分子中6个H原子和6个C原子共平面;乙烯分子中含有碳碳双键,而苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键;乙烯、苯分子中氢原子数少于饱和烃分子中氢原子数,属于不饱和烃;苯分子呈正六边形,一溴代物有1种结构,D错误。
2.下列反应中,不属于取代反应的是( )
①在催化剂存在下苯与溴反应制取溴苯
②苯与浓硝酸、浓硫酸混合共热制取硝基苯
③乙烯与溴反应生成1,2二溴乙烷
④在一定条件下苯与氢气反应制取环己烷
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:选C ①②属于取代反应,③④属于加成反应。
3.下列实验能获得成功的是 ( )
A.苯与浓溴水用铁作催化剂制溴苯
B.将苯与浓硝酸混合共热制硝基苯
C.加入水后分液可除去溴苯中的溴
D.可用分液漏斗分离硝基苯和水
解析:选D 苯与液溴在FeBr3作催化剂时才能反应生成溴苯,苯与浓溴水不反应,A错误;苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在水浴加热时生成硝基苯,B错误;溴在水中的溶解度比在苯中的溶解度小,除去溴苯中过量的溴,应加入氢氧化钠溶液后再分液,C错误;硝基苯难溶于水,应用分液漏斗分离,D正确。
4.为了证明液溴与苯发生的反应是取代反应,用如下图所示装置。则装置A中盛有的物质是 ( )
A.水 B.NaOH溶液
C.CCl4 D.NaI溶液
解析:选C 溴易挥发,生成的溴化氢中含有溴,溴也能与硝酸银溶液反应生成溴化银浅黄色沉淀,因此需要利用四氯化碳除去溴化氢中的溴。
5.下列关于苯的叙述中正确的是 ( )
A.苯主要是以石油分馏而获得的,它是一种重要化工原料
B.将苯加到溴水中,振荡,静置,上层几乎无色,下层为橙红色
C.苯分子中6个碳的化学键完全相同
D.苯在催化剂作用下可以与液溴发生加成反应
解析:选C A项,苯主要是以煤干馏而获得的,而不是通过石油的分馏制得的,错误;B项,将苯加到溴水中,振荡、静置,发生萃取,苯的密度小于水,则下层几乎无色,上层为橙红色,错误;C项,苯分子中6个碳的化学键完全相同,正确;D项,苯在催化剂作用下可以与液溴发生取代反应生成溴苯,错误。
二、不定项选择题
6.下列说法不正确的是 ( )
A.通过煤的干馏可以获得焦炭
B.煤液化后可以得到甲醇
C.从萃取分液后溴的乙醇溶液中提取溴可以用分馏的方法
D.煤中含有苯和甲苯,可以用蒸馏的方法把它们分离出来
解析:选CD A项,通过煤的干馏可以获得煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质,正确;B项,煤液化后可以得到甲醇等液态轻质燃料,正确;C项,乙醇不能萃取溴水中的溴,错误;D项,煤中没有苯和甲苯,煤干馏产生的煤焦油中含有苯和甲苯,可以用蒸馏的方法把它们分离出来,错误。
7.苯与乙烯、乙炔相比较,下列叙述正确的是 ( )
A.都容易发生取代反应
B.都容易发生加成反应
C.都能燃烧,且燃烧现象完全相同
D.乙炔和乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化,苯不能被酸性KMnO4溶液氧化
解析:选D 苯既能发生取代反应,又能发生加成反应,苯发生取代反应比烷烃要难,发生加成反应比乙烯、乙炔要难,但相对来说,苯发生取代反应要比发生加成反应容易。乙烯、乙炔容易发生加成反应,发生取代反应要困难。苯和乙炔燃烧时会产生浓烟,相对来说乙烯产生的烟要少。乙炔和乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化,而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
8.已知在苯分子中,不存在单、双键交替的结构。下列可以作为证据的实验事实是 ( )
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色 ②苯中6个碳碳键完全相同 ③苯的一溴代物没有同分异构体 ④实验室测得邻二溴苯只有一种结构 ⑤苯不能使溴水因反应而褪色
A.②③④⑤ B.①③④⑤
C.①②③④ D.①②④⑤
解析:选D ①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,说明无双键;②苯中6个碳碳键完全相同,说明无碳碳单键与双键;③苯的一溴代物没有同分异构体,不能说明无碳碳单键与双键;④实验室测得邻二溴苯只有一种结构,说明无碳碳单键与双键;⑤苯不能使溴水因反应而褪色,说明分子结构中无双键;选项D符合题意。
三、非选择题
9.人们对苯的认识有一个不断深化的过程。1834年德国科学家米希尔里希,通过蒸馏安息香酸()和石灰的混合物得到液体,命名为苯。
(1)苯不能使溴水因发生化学反应而褪色,性质类似烷烃,写出在浓硫酸的作用下,苯在50~60 ℃与浓硝酸发生取代反应的化学方程式:_______________________________。
(2)1866年凯库勒提出了苯的单双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列________事实(填入编号)。
A.苯不能使溴水因发生化学反应而褪色
B.苯能与H2发生加成反应
C.溴苯没有同分异构体
D.邻二溴苯只有一种
(3)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是________。
解析:若是单双键交替,分子中含有三个碳碳双键,可以跟Br2、H2等发生加成反应,邻二溴苯应该有两种。
答案:(1)
(2)AD
(3)介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键(或其他合理答案)
10.甲、乙、丙、丁分别是乙烷、乙烯、乙炔、苯中的一种。
①甲、乙能使溴水褪色,乙与等物质的量的H2反应生成甲,甲与等物质的量的H2反应生成丙。
②丙既不能使溴的CCl4溶液褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色。
③丁既不能使溴的CCl4溶液褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色,但在一定条件下可与溴发生取代反应;一定条件下,1 mol丁可以和3 mol H2完全加成。
请根据以上叙述完成下列填空:
(1)甲的结构简式________,乙的结构式________。
(2)丁与溴在催化剂(FeBr3)作用下发生取代反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
解析:乙烯、乙炔能使溴水褪色,且有CHCH+H2
答案:(1)CH2CH2 H—C≡C—H
一、单项选择题
1.能通过化学反应使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
A.苯 B.氯化铁
C.乙烯 D.乙烷
解析:选C 乙烯既能通过与溴发生加成反应而使溴水褪色,又能被酸性高锰酸钾溶液氧化,而使酸性高锰酸钾溶液褪色。苯、氯化铁、乙烷既不能与溴水反应,也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
2.下列说法正确的是( )
①煤中有苯,可以通过蒸馏的方法使之分离
②煤的气化就是使固态的煤变为气态煤的过程
③煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程
④煤的干馏可以得到煤焦油,从煤焦油中可以分离出苯等
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析:选C 煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物,从煤干馏得到的煤焦油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯等有机物,而煤的干馏是复杂的物理变化和化学变化过程,故①错误,④正确;煤的气化是把煤转化为可燃性气体的过程,是化学变化,②错误;煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程,③正确。
3.苯是石油化工的基本原料,苯进入人体内,可在造血组织本身形成有血液毒性的代谢产物,被世界卫生组织认定为致癌物质。下列关于苯的叙述正确的是 ( )
A.苯环是单、双键交替组成的平面环状结构
B.苯和乙烯均能使酸性KMnO4溶液褪色
C.苯的硝化反应属于取代反应
D.苯跟溴水在催化剂作用下发生取代反应生成溴苯
解析:选C A项,苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,错误;B项,苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,错误;C项,苯的硝化反应属于取代反应,正确;D项,苯与液溴在催化剂作用下发生反应,与溴水不反应,错误。
4.下列有关苯与乙烯的比较中,正确的是 ( )
A.两者分子中所有原子都在同一平面上
B.都能被酸性高锰酸钾溶液氧化
C.都能与溴水反应使溴水褪色
D.等物质的量的苯和乙烯完全燃烧时,乙烯耗氧多
解析:选A 苯、乙烯分子均为平面形结构,A正确;苯不能与酸性KMnO4溶液、溴水发生反应,B、C错误;苯的分子式为C6H6,乙烯的分子式为C2H4,故等物质的量完全燃烧时,苯耗氧多。
5.与甲烷、乙烯相比,苯的独特性质具体来说是 ( )
A.难氧化,易加成,难取代
B.易取代,能加成,难氧化
C.易氧化,易加成,难取代
D.因是单双键交替结构,故易加成为环己烷
解析:选B 在50~60 ℃条件下,苯能跟混酸(浓硫酸与浓硝酸混合而成)发生取代反应,反应较易进行;在加热加压并有催化剂存在时,苯能跟H2发生加成反应,但不能跟溴水发生加成反应,即苯的加成反应能进行,但较困难;苯很难被氧化(燃烧除外),不能使酸性KMnO4溶液褪色。
二、不定项选择题
6.下列物质中,在一定条件下既能发生加成反应,又能发生取代反应,但不能使酸性KMnO4溶液褪色的是 ( )
A.甲烷 B.苯
C.乙烯 D.乙烷
解析:选B 甲烷和乙烷都属于烷烃,只能发生取代反应,不能发生加成反应,也不能使酸性KMnO4溶液褪色;乙烯能发生加成反应,不易发生取代反应,能使酸性KMnO4溶液褪色;而苯既能发生取代反应,又能发生加成反应,但不能使酸性KMnO4溶液褪色。
7.(全国丙卷)已知异丙苯的结构简式如图,下列说法错误的是( )
A.异丙苯的分子式为C9H12
B.异丙苯的沸点比苯高
C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
D.异丙苯和苯为同系物
解析:选C A项,异丙苯的分子式为C9H12,B项,异丙苯比苯的碳原子数多,所以异丙苯的沸点比苯高。C项,异丙苯中与苯环相连的C原子上有四个单键,所有C原子不可能共面。D项,异丙苯和苯的结构相似,相差3个“CH2”原子团,是苯的同系物。
8.下列物质中,既能发生化学反应使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色的是( )
A.SO2 B.CH2===CH2
C. D.CH3CH3
解析:选AB SO2具有还原性,能被溴水、酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色;CH2===CH2中有碳碳双键,遇溴水能发生加成反应,遇酸性KMnO4溶液能被氧化,从而使溴水、酸性KMnO4溶液褪色;苯不能被酸性KMnO4溶液氧化,但苯可萃取溴水中的Br2,使溴水褪色,此过程属物理变化过程;CH3CH3既不能使溴水褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色。
三、非选择题
9.实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示。
回答下列问题:
(1)反应需在50 ℃~60 ℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是水浴加热,其优点是________和________。
(2)在配制混合酸时应将__________加入到________中去。
(3)该反应的化学方程式是________________________________________________;
反应类型:________反应。
(4)由于装置的缺陷,该实验可能会导致的不良后果是
________________________________________________________________________。
解析:(1)水浴加热的优点是受热均匀、便于控制温度。(2)两种酸混合时,把浓硫酸慢慢加入到浓硝酸中,边加边搅拌。(3)苯和浓硝酸发生反应的化学方程式为+HNO3(浓)
答案:(1)便于控制温度 受热均匀
(2)浓硫酸 浓硝酸
(3) +HNO3(浓)
(4)苯、浓硝酸等挥发到空气中,造成污染
10.实验室合成溴苯的装置图及有关数据如下,按下列合成步骤回答:
苯 | 溴 | 溴苯 | |
密度/(g·cm-3) | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸点/℃ | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
(1)实验装置中,仪器c的名称为______________,作用为____________。
(2)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑,在b中小心加入4.0 mL液态溴,向a中滴入几滴溴,有白雾产生,是因为生成了________气体,继续滴加至液溴滴完。写出a中发生反应的化学方程式:________________。
(3)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL 水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙(一种干燥剂),静置、过滤。加入无水氯化钙的目的是________。
(4)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为______________,要进一步提纯,需进行的操作方法为________。
解析:(1)仪器c为球形冷凝管,因实验中苯和溴易挥发,使用球形冷凝管,可把苯、溴蒸气冷凝成液体而回流。
(2)苯与液溴在铁(与溴反应生成FeBr3)催化下反应生成溴苯和HBr气体,HBr气体在空气中遇水蒸气形成白色酸雾,反应的化学方程式为+Br2
(3)从混合物中提纯溴苯时,先水洗,把可溶物溶解在水中,然后过滤除去未反应的铁屑;再加NaOH溶液,把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO溶解到水中。然后加干燥剂,无水氯化钙能干燥溴苯。
(4)苯与溴苯的沸点不同,采用蒸馏的方法分离溴苯与苯,其中,苯被蒸出,溴苯留在母液中。
答案:(1)球形冷凝管 冷凝回流
(2)HBr +Br2
(3)②除去未反应的Br2 ③干燥溴苯 (4)苯 蒸馏
课时跟踪检测(十六) 乙 醇
一、单项选择题
1.决定乙醇主要化学性质的原子或原子团是( )
A.羟基 B.乙基(—CH2CH3)
C.氢氧根离子 D.氢离子
解析:选A 羟基是乙醇中的重要原子团,决定其主要化学性质。
2.下列有关乙醇的说法正确的是( )
A.作消毒剂的医用酒精是无水酒精
B.通常状况下,不能与金属钠反应
C.在加热和有铜存在下,可与氧气反应生成乙醛
D.在水溶液中能够电离产生H+,呈现弱酸性
解析:选C A项,医疗上作消毒剂的医用酒精是75%的酒精,错误;B项,乙醇中含有羟基,能与金属钠反应放出氢气,错误;C项,在加热和有铜或银存在下,可与氧气反应生成乙醛,正确;D项,乙醇属于非电解质,在水溶液中不能电离产生H+,错误。
3.能证明乙醇分子中有一个羟基的是( )
A.乙醇完全燃烧生成CO2和H2O
B.乙醇能与水以任意比互溶
C.0.1 mol乙醇与足量钠反应只能生成0.1 g氢气
D.乙醇在铜催化下可被氧化
解析:选C A、B均不能证明乙醇中含有羟基,D能证明乙醇中有羟基,但不能确定羟基的数目,乙醇中与钠反应产生H2的是羟基上的氢原子,且1 mol羟基产生0.5 mol的H2,0.1 mol乙醇完全与钠反应产生0.1 g氢气。
4.某有机物A的结构为CH3—CH===CH—CH2OH,它不可能发生的反应是 ( )
A.与氢氧化钠溶液反应
B.使溴的四氯化碳溶液褪色
C.与金属钠反应放出氢气
D.使高锰酸钾溶液褪色
解析:选A A项,与氢氧化钠溶液不反应;B项,含有碳碳双键能使溴的四氯化碳溶液褪色;C项,含有羟基能与金属钠反应放出氢气;D项,含有羟基和碳碳双键能使高锰酸钾溶液褪色。
5.将a g光亮的铜丝在酒精灯上加热后,迅速插入下列溶液中,然后取出干燥,如此反复几次,最后取出铜丝,洗涤、干燥后称其质量为b g。下列所插入的物质与铜丝质量关系不正确的是( )
A.无水乙醇:a=b B.石灰水:a>b
C.NaHSO4溶液:a>b D.盐酸:a>b
解析:选B 铜丝在酒精灯上加热后,发生反应:2Cu+O2
二、不定项选择题
6.酒驾是引发交通事故的重要原因,醉驾要入刑。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是橙色的酸性K2Cr2O7水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色Cr3+。下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是 ( )
A.乙醇沸点低
B.乙醇密度比水小
C.乙醇有还原性
D.乙醇是含氧的有机化合物
解析:选AC 酒精用于对驾驶员酒驾的检测,是因为酒精沸点较低,易挥发,且具有还原性,酒精蒸气可使橙色的酸性K2Cr2O7溶液变为蓝绿色。
7.已知分子中含有羟基的物质都能与钠反应产生氢气。
乙
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 ( )
A.6∶3∶2 B.1∶2∶3
C.3∶2∶1 D.4∶3∶2
解析:选A 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∶
8.分子式为C4H10O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
解析:选B 分子式为C4H10O且可与钠反应放出氢气的有机物可表示为C4H9—OH,由于C4H9—有4种结构,符合题意的同分异构体有4种。
三、非选择题
9.乙醇在能源、生产及日常生活等许多方面都有十分广泛的应用。请回答关于乙醇的若干问题。
(1)用物理、化学方法各一种鉴别乙醇和汽油。
若用物理方法,应选择的试剂为______________________________________________;
若用化学方法,应选择的试剂为______________________________________________。
(2)用乙醇为主要原料(无机试剂任选),根据要求,分别写出相应的化学方程式(注明反应条件)。
①氧化反应_________________________________________________________;
②置换反应_____________________________________________________________。
解析:(1)物理方法鉴别乙醇和汽油,可利用它们在水中的溶解情况不同,而化学方法鉴别,利用乙醇与Na反应而汽油与钠不反应。
(2)乙醇的催化氧化反应生成乙醛,化学方程式为2CH3CH2OH+O2
答案:(1)蒸馏水 金属钠
(2)①2CH3CH2OH+O2
②2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
10.有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置(夹持装置等已省略),其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏(间歇性)地通入气体。在M处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题:
(1)A中发生反应的化学方程式为 ,B的作用是 ;C中热水的作用是 。
(2)M处发生反应的化学方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从M管中可观察到的现象为_______________________________________________
,从中可认识到该实验过程中催化剂 (填“参加”或“不参加”)化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的 。
(4)实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应 (填“能”或“不能”)继续进行,其原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:装置中各部分作用:A为氧气的简易制备装置;B的作用是干燥O2;C利用水浴加热方式,使D中乙醇变为蒸气进入M参加反应;在M中Cu的作用下,乙醇被O2氧化成乙醛,进入F试管中。该反应为放热反应,所以撤掉酒精灯后利用放出的热量能维持反应继续进行。
答案: 使D中乙醇变为蒸气进入M参加反应
(3)受热部分的铜丝由于间歇性地鼓入氧气而交替出现变黑、变红的现象 参加 温度
(4)能 乙醇的催化氧化反应是放热反应,反应放出的热量能维持反应继续进行
一、单项选择题
1.下列变化可以直接通过取代反应来实现的是( )
A.CH3CH2OH―→CH3CHO
B.CH2===CH2―→CH3—CH2Br
D.CH3CH2OH―→CH3COOH
解析:选C A、D为氧化反应,B为加成反应,C为取代反应。
2.丙烯醇(CH2CHCH2OH)可发生的化学反应有( )
①加成 ②氧化 ③燃烧 ④取代
A.只有①②③ B.①②③④
C.只有①②④ D.只有①③④
解析:选B 丙烯醇分子中含有羟基和碳碳双键,能发生加成反应、氧化反应、燃烧和取代反应。
3.向盛有乙醇的烧杯中投入一小块金属钠,下列对实验现象的描述中正确的是( )
①钠块沉入乙醇液面的下面
②钠块熔化成小球
③钠块在乙醇的液面上游动
④钠块表面有气体放出
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:选D 钠的密度比乙醇的密度大,故钠块会沉入乙醇液面以下,①正确,③不正确;乙醇与钠反应比较平缓,放出的热量不足以使钠熔化,②不正确;钠与乙醇反应有氢气放出,④正确。
4.某化学反应过程如右图所示。由图得出的判断,错误的是( )
A.生成物M的化学式为C2H4O
B.乙醇发生了还原反应
C.铜是此反应的催化剂
D.反应中有红黑交替变化的现象
解析:选B 本题利用循环图的形式考查乙醇的催化氧化反应。M为乙醛(CH3CHO)。
5.按图所示装置,持续通入X气体,可以看到a处固体变为红色,b处变蓝,c处得到液体,则X气体是(已知NH3具有较强的还原性)( )
A.H2 B.CO和H2
C.NH3 D.CH3CH2OH(气体)
解析:选D A、B、C、D四个选项中的气体均能使a处固体变红,b处变蓝,但c处能得到液体的仅有D,该液体是CH3CHO。
二、不定项选择题
6.在常压、100 ℃条件下,乙烯和乙醇的混合气体V L,完全燃烧后生成CO2和H2O,消耗相同状态下氧气 3V L,则混合气体中乙烯和乙醇的体积比为( )
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶2 D.任意比
解析:选D 因C2H4+3O2
7.萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂和溶剂。已知α萜品醇的结构简式如右式,则下列说法错误的是( )
A.1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应
B.该物质属于烃
C.该物质能使溴水褪色
D.分子式为C10H20O
解析:选BD A项,该分子中含有1个碳碳双键,则1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应,正确;B项,该分子中除有碳、氢原子外,还含有氧原子,不属于烃,错误;C项,该物质中含有碳碳双键,能使溴水褪色,正确;D项,该物质的分子式为C10H18O,错误。
8.香叶醇的结构简式如图。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置换反应
解析:选AD A项,依据碳原子的成键特点,推出此有机物的分子式为C10H18O,正确;B项,香叶醇中含有碳碳双键,故能使溴的四氯化碳溶液褪色,错误;C项,含有碳碳双键和羟基,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,错误;D项,含有碳碳双键,能发生加成反应,含有羟基,能与钠等活泼金属发生置换反应,正确。
三、非选择题
9.通过粮食发酵可获得某含氧有机化合物X,其相对分子质量为46,其中碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.0%。
(1)X的分子式是______________。
(2)X与金属钠反应放出氢气,反应的化学方程式是_____________________
_________________________(有机物用结构简式表示)。
(3)X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y,Y的结构简式是______________。
(4)Y被氧化,转化为Z,Z的名称为________。
解析:(1)根据题意,X的分子中含C的个数为
(2)X能与钠反应,则X为乙醇。2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa+H2↑。
(3)X在铜或银作催化剂的条件下与空气中的O2反应,生成乙醛(Y),其结构简式为。
(4)根据题意知Z为乙酸。
答案:(1)C2H6O
(2)2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa+H2↑
(3) (4)乙酸
10.为了测定乙醇的结构式是还是,利用乙醇和钠的反应,设计如图装置进行实验,在烧瓶中放入足量的钠,从分液漏斗中缓缓滴入一定量的乙醇,通过测量量筒中水的体积,就可知反应生成氢气的体积。
(1)实验前检验该装置的气密性的实验操作是________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)有人认为装置中有空气,所测的气体体积应扣除装置中空气的体积,才是氢气的体积,你认为________(填“正确”或“不正确”)。
(3)如果实验开始前b导管内未充满水,则实验结果将________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)若测得有1.15 g C2H6O参加反应,把量筒c中水的体积换算成标准状况下H2的体积为280 mL,试结合计算和讨论,判断下面Ⅰ和Ⅱ两式中,哪个正确______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
Ⅰ Ⅱ
解析:该实验的关键是准确测量反应产生气体的体积,根据产生气体的体积可以确定被置换的氢原子的个数。(3)中如果实验开始前b导管内未充满水,则会使排出水的体积减小,故实验结果偏小。(4)参加反应的乙醇的物质的量是0.025 mol,生成氢气的物质的量是0.012 5 mol,即乙醇分子中的6个氢原子所处的化学环境并不完全相同,有1个应不同于其他的氢原子,从而确定乙醇的结构为Ⅱ式。
答案:(1)连接好装置,关闭分液漏斗的活塞,将右侧导管插入水槽,微热烧瓶,右侧导管若有气泡冒出,冷却后形成一段水柱,且一段时间内水柱不变化,证明装置气密性良好
(2)不正确 (3)偏小 (4)Ⅱ
课时跟踪检测(十七) 乙 酸
一、单项选择题
1.山西老陈醋素有“天下第一醋”的盛誉。食醋中含有乙酸,下列关于乙酸的说法中正确的是( )
A.乙酸是有刺激性气味的液体
B.乙酸分子中含有4个氢原子,是四元弱酸
C.乙酸中的乙醇可用直接加热蒸馏的方法除去
D.乙酸酸性较碳酸弱
解析:选A 乙酸中只有羧基中的氢原子才能电离,是一元弱酸,B项错;直接加热时乙酸与乙醇能发生反应生成乙酸乙酯,且乙酸也易挥发,应先与碱混合反应后蒸馏出乙醇,再加入硫酸蒸馏出乙酸,C项错;乙酸是弱酸,但比碳酸酸性强,D项错。
2.下列关于乙醇和乙酸的说法中,正确的是 ( )
A.乙醇和乙酸分子中都含有
B.乙醇和乙酸相互之间不能溶解
C.乙醇和乙酸均呈酸性
D.乙醇和乙酸在一定条件下能发生酯化反应
解析:选D 乙醇结构简式为CH3CH2OH,其分子中无CO,A错误;乙醇与乙酸相互溶解,B错误;乙酸呈酸性,但乙醇呈中性,C错误;乙醇与乙酸能发生酯化反应生成乙酸乙酯。
3.右图所示是某有机物分子的球棍模型,该有机物中含有C、H、O三种元素,下列关于该有机物说法中不正确的是( )
A.是食醋的主要成分
B.其官能团是羧基
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.能与碱发生中和反应
解析:选C 由有机物的球棍模型可知该有机物是CH3COOH。因为CH3COOH分子中的羧基能电离出H+,故能与碱电离产生的OH-发生中和反应。而CH3COOH不能被酸性KMnO4溶液氧化。
4.以下用于除去乙酸乙酯中乙酸和乙醇杂质的最好试剂是( )
A.饱和碳酸钠溶液 B.氯化钠溶液
C.苯 D.水
5.下列物质中,不能发生酯化反应的是( )
B.CH3CH2COOH
C.己烷
D.甲醇(CH3OH)
解析:选C 含有—OH、—COOH的有机物能发生酯化反应,己烷的分子结构中不含以上两种官能团,故不能发生酯化反应。
解析:选A 乙酸乙酯难溶于饱和Na2CO3溶液,乙酸与Na2CO3反应生成CH3COONa溶于水而除去,乙醇易溶于Na2CO3溶液而除去;NaCl溶液没有饱和Na2CO3溶液除去CH3COOH的效果好。
6.下列物质中,可一次性鉴别乙酸、乙醇、苯及氢氧化钡溶液的是( )
A.金属钠 B.溴水
C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊溶液
解析:选CD A.金属钠与乙酸、乙醇、氢氧化钡溶液均反应产生H2,不能鉴别;B.溴水与乙酸、乙醇互溶,不能鉴别;C.Na2CO3溶液与乙酸反应产生气体,与乙醇互溶,与苯分层,与Ba(OH)2溶液反应产生沉淀,可以鉴别;D.乙酸使紫色石蕊溶液变红色,Ba(OH)2溶液使紫色石蕊溶液变蓝色,乙醇与石蕊互溶,苯与石蕊溶液分层,可以鉴别。
7.下列关于制取乙酸乙酯实验的说法错误的是( )
A.制乙酸乙酯时,向乙醇中缓慢加入浓硫酸和乙酸
B.可将导管插入饱和碳酸钠溶液中收集反应生成的乙酸乙酯
C.1 mol乙醇与2 mol乙酸在浓硫酸催化作用下不能合成1 mol乙酸乙酯
D.除去乙酸乙酯中含有的乙酸,最好的处理方法是用足量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液
解析:选B A项,制乙酸乙酯时,试剂的混合顺序,先加入乙醇,再向乙醇中缓慢加入浓硫酸和乙酸,正确;B项,导管不能插入饱和碳酸钠溶液液面以下,错误;C项,因为乙酸与乙醇生成乙酸乙酯的反应为可逆反应,所以1 mol 乙醇与2 mol乙酸在浓硫酸催化作用下不能合成1 mol 乙酸乙酯,正确;D项,Na2CO3能与乙酸反应,所以除去乙酸乙酯中含有的乙酸,最好的处理方法是用足量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液,正确。
8.下列关于乙酸的说法中,正确的是( )
①乙酸易溶于水和乙醇,其水溶液能导电
②无水乙酸又称为冰醋酸,它是纯净物
③乙酸分子里有四个氢原子,所以它不是一元酸
④乙酸是一种重要的有机酸,常温下乙酸是有刺激性气味的液体
⑤1 mol乙酸与足量乙醇在浓硫酸作用下可生成88 g乙酸乙酯
⑥食醋中含有乙酸,乙酸可由乙醇氧化得到
A.①②③④ B.①②③⑥
C.①②④⑥ D.②④⑤⑥
解析:选C ①乙酸易溶于水和乙醇,是弱酸,其水溶液能导电,正确;②无水乙酸在低于16.6 ℃时像水一样会结冰,无水乙酸又称为冰醋酸,属于纯净物,正确;③乙酸属于一元酸,错误;④乙酸在常温下是有刺激性气味的液体,正确;⑤乙酸的酯化反应是可逆反应,不能进行到底,错误;⑥食醋中含有乙酸,乙醇连续被氧化成乙酸,正确。
三、非选择题
9.现有乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物,如图是分离操作步骤流程图。请回答下列问题:
(1)加入试剂:a________________,b______________。
(2)分离方法:①________,②________,③________。
(3)物质名称:A________,C________,E________。
解析:用饱和Na2CO3溶液可除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇,由于乙酸乙酯难溶于水,可用分液漏斗将其分离出来,故A为乙酸乙酯,B为CH3COONa、乙醇、Na2CO3溶液的混合物,再通过蒸馏的方法蒸出乙醇,则E为乙醇。C为CH3COONa、Na2CO3的混合液。加入比CH3COOH强的酸(如稀硫酸)可将CH3COONa转化为醋酸。
答案:(1)饱和Na2CO3溶液 稀硫酸
(2)分液 蒸馏 蒸馏
(3)乙酸乙酯 乙酸钠、碳酸钠 乙醇
10.已知:①从石油中获得是目前工业上生产A的主要途径,A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平;②2CH3CHO+O2
回答下列问题:
(1)写出A的结构简式_______________________________________________________。
(2)B、D分子中的官能团名称分别是________、________。
(3)写出下列反应的反应类型:①____________,②________,④________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
解析:据①可判断出A为乙烯,再根据合成路线及反应条件可得出B为CH3CH2OH,C为CH3CHO,D为CH3COOH。
答案:(1)CH2===CH2
(2)羟基 羧基
(3)①加成反应 ②氧化反应 ④酯化反应(或取代反应)
(4)①CH2===CH2+H2O
②2CH3CH2OH+O2
④CH3COOH+HOCH2CH3
CH3COOCH2CH3+H2O
一、单项选择题
1.下列说法错误的是( )
A.乙醇和乙酸都是常用调味品的主要成分
B.乙醇和乙酸的沸点和熔点都比C2H6、C2H4的沸点和熔点高
C.乙醇和乙酸都能发生氧化反应
D.乙醇和乙酸之间能发生酯化反应,酯化反应不是可逆反应
解析:选D 乙醇和乙酸是常用调味品——酒和醋的主要成分,正确;乙醇和乙酸在常温下为液态,C2H6、C2H4常温下为气态,正确;乙醇和乙酸在空气中都能燃烧而发生氧化反应,正确;乙酸和乙醇的酯化反应是可逆反应,反应不能进行到底,错误。
2.酯化反应是有机化学中的一类重要反应,下列对酯化反应理解不正确的是( )
A.酯化反应的产物只有酯
B.酯化反应可看成取代反应的一种
C.酯化反应是有限度的
D.浓硫酸可作酯化反应的催化剂
解析:选A 酯化反应的产物是酯和水,A项错误。
3.实验室用乙酸、乙醇、浓硫酸制取乙酸乙酯,加热蒸馏后,在饱和Na2CO3溶液的液面上得到无色油状液体,当振荡混合物时,有气泡产生,主要原因可能是( )
A.有部分H2SO4被蒸馏出来
B.有部分未反应的乙醇被蒸馏出来
C.有部分未反应的乙酸被蒸馏出来
D.有部分乙酸乙酯与碳酸钠反应
解析:选C 制取乙酸乙酯时,加热挥发的乙酸会随蒸气进入碳酸钠溶液中,而乙酸的酸性比碳酸强,所以会有二氧化碳生成。
4.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快反应速率
D.试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
解析:选A 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液体中,故应先向a中加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸和冰醋酸。B项中,加热过程中产生的乙醇蒸气和乙酸会溶于Na2CO3溶液中,易发生倒吸现象。C项中,采取加热的方法是为了加快反应速率,同时将乙酸乙酯蒸出反应体系达到分离的目的。D项中,乙酸和乙醇会溶于Na2CO3溶液中。
5.巴豆酸的结构简式为CH3—CH===CH—COOH。现有①氯化氢、②溴水、③纯碱溶液、④乙醇、⑤酸性高锰酸钾溶液,判断在一定条件下,能与巴豆酸反应的物质是( )
A.只有②④⑤ B.只有①③④
C.只有①②③④ D.全部
解析:选D 根据有机物的结构简式可知,该分子中含有的官能团是碳碳双键和羧基,碳碳双键能与HCl、溴水发生加成反应,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,羧基能与纯碱反应生成CO2,能与乙醇发生酯化反应,所以①~⑤的反应都能发生。
二、不定项选择题
6.近年来流行喝果醋,苹果醋是一种由苹果发酵而成的具有解毒、降脂、减肥和止泻等明显药效的健康食品。苹果酸是这种饮料的主要酸性物质。下列有关苹果酸性质的说法中,不正确的是( )
A.可以与Na反应产生H2
B.可以与乙醇发生酯化反应
C.1 mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应生成CO2气体的体积为67.2升
D.苹果酸与互为同系物
解析:选CD 观察苹果酸的结构可知,苹果酸分子中含有羟基和羧基,羧基能与NaHCO3发生反应生成CO2,而羟基不能与NaHCO3发生反应,1 mol苹果酸与足量NaHCO3反应生成2 mol CO2,其在标准状况下的体积为44.8升,C项不正确,苹果酸与互为同分异构体,D项不正确。
7.(全国甲卷)下列各组中的物质均能发生加成反应的是( )
A.乙烯和乙醇 B.苯和氯乙烯
C.乙酸和溴乙烷 D.丙烯和丙烷
解析:选B A项中,乙烯中有键,能发生加成反应,乙醇中没有不饱和键,不能发生加成反应。B项中,苯和氯乙烯都含有不饱和键,都能发生加成反应。C项中,乙酸和溴乙烷都不能发生加成反应。D项中,丙烯中含有键,能发生加成反应,丙烷中没有不饱和键,不能发生加成反应。
8.莽草酸可用于合成药物达菲,结构简式如图。关于莽草酸的说法不正确的是( )
A.分子式为C7H10O5
B.分子中含有2种官能团
C.可发生加成反应和酯化反应
D.在水溶液中羧基和羟基均能电离出H+而使溶液显酸性
解析:选BD A项,此有机物的分子式为C7H10O5,正确;B项,该有机物中含有碳碳双键、羧基、羟基三种官能团,错误;C项,含有碳碳双键、羟基、羧基,可以发生加成反应和酯化反应,正确;D项,醇羟基不能电离出H+,使溶液显酸性,错误。
9.已知丁酸跟乙酸具有相似的化学性质,丁醇跟乙醇具有相似的化学性质。
CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2COOH
丁醇 丁酸
试回答下列问题:
(1)分别写出丁醇、丁酸与Na反应的化学方程式:
丁醇+钠:______________________________________________________________;
丁酸+钠:_______________________________________________________________。
预计上述化学反应速率:v(丁醇)________v(丁酸)(填“>”或“<”)。
(2)写出丁酸与丁醇发生酯化反应的化学方程式,并注明反应条件
________________________________________________________________________。
(3)写出丁醇在Ag催化下与O2反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
解析:据信息可知丁酸化学性质与乙酸类似,丁醇化学性质与乙醇相似,因此各问题便迎刃而解。
答案:(1)2CH3CH2CH2CH2OH+2Na―→
2CH3CH2CH2CH2ONa+H2↑
2CH3CH2CH2COOH+2Na―→
2CH3CH2CH2COONa+H2↑ <
(2)CH3CH2CH2COOH+HOCH2CH2CH2CH3
CH3CH2CH2COOCH2CH2CH2CH3+H2O
(3)2CH3CH2CH2CH2OH+O2
2CH3CH2CH2CHO+2H2O
10.某化学兴趣小组用甲、乙两套装置(如图所示)进行乙酸与乙醇酯化反应的实验。
回答下列问题:
(1)乙装置中长玻璃导管c的作用是_________________________________________;
冷凝水应该从__________进入。
(2)甲、乙两套装置中效果比较好的装置是________,原因:__________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验过程中选用的用品及试剂有:
①碎瓷片,作用为_______________________________________________________;
②乙酸、乙醇以及__________________,该试剂作用为______________________;
③试管A和锥形瓶B内装的是____________,其作用为____________________________
________________________________________________________________________。
解析:乙装置中长玻璃导管c的作用是平衡气压,冷凝回流。冷凝水从b口进,a口出冷凝效果好。甲、乙两装置相比较,可看出乙装置更好,因为其冷凝效果好。液体加热时为防暴沸应加入碎瓷片,而反应的催化剂和吸水剂为浓H2SO4。为了溶解乙醇,使乙酸充分反应,降低乙酸乙酯的溶解度而便于收集较纯净的乙酸乙酯,所以试管A及锥形瓶B中盛放的是饱和Na2CO3溶液。
答案:(1)平衡气压、冷凝回流 b
(2)乙 其冷凝效果更好,同时减少酯的挥发
(3)①防暴沸 ②浓硫酸 作催化剂和吸水剂
③饱和Na2CO3溶液 溶解乙醇,反应乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度
课时跟踪检测(十八) 酯 油脂
一、单项选择题
1.下列性质属于一般酯的共性的是( )
A.具有香味 B.易溶于水
C.易溶于有机溶剂 D.密度比水大
解析:选C 酯类大多难溶于水,密度比水小,低级酯具有芳香气味。
2.下列物质中不属于油脂的是( )
A.花生油 B.润滑油
C.棉籽油 D.牛油
解析:选B 油脂是高级脂肪酸的甘油酯,动、植物油都属于油脂,润滑油是从石油中分离出来的一种矿物油,属于烃类的混合物。
3.下列物质中,不能用来提取植物种子里的油的是( )
A.水 B.汽油
C.苯 D.CCl4
解析:选A 植物种子里的油属于油脂,油脂不溶于水,故不能用水来提取植物种子里的油,即应该用汽油、苯、CCl4等有机物。
4.油脂水解的共同产物是( )
A.饱和高级脂肪酸 B.不饱和高级脂肪酸
C.硬脂酸钠 D.甘油
解析:选D 油脂是由多种高级脂肪酸形成的甘油酯,在酸性条件下水解生成各种高级脂肪酸和甘油,在碱性条件下水解生成各种高级脂肪酸盐和甘油,即油脂水解的共同产物是甘油。
5.在酯化反应和酯的水解反应中硫酸的作用分别是( )
A.催化剂、脱水剂;催化剂 B.催化剂、吸水剂;催化剂
C.都作催化剂 D.吸水剂;催化剂
解析:选B 酯化反应中浓H2SO4作催化剂和吸水剂,酯的水解反应中H2SO4作催化剂。
二、不定项选择题
6.下列关于油脂和乙酸乙酯的比较中,不正确的是( )
A.植物油和乙酸乙酯在室温下都是液体
B.油脂和乙酸乙酯都能水解生成酸和醇
C.油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色
D.油脂和乙酸乙酯易溶于水和有机溶剂
解析:选CD 油脂分为油和脂肪,油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,可以使溴水褪色,C选项错误;油脂和乙酸乙酯不溶于水易溶于有机溶剂,D选项错误。
7.所谓“地沟油”是从一些饭店、酒店的下水道里捞出来的残油剩渣、饭店的“泔水油”以及垃圾猪肉加工成“食用油”。制作过程:①捞去废油中的悬浮杂质;②加入双氧水进行漂白;③加入工业消泡剂(内含铅、砷等元素及苯环、杂环等化合物);④高温炼制;⑤包装成成品油出售到不法的火锅店、饭店、工厂和学校餐厅。以下判断正确的是( )
A.“地沟油”外观与普通食用油一样,经过以上处理的“地沟油”具有固定的熔、沸点
B.“地沟油”可用来作化工原料,如制作肥皂等产品
C.“地沟油”在加入消泡剂后,消除对人体健康的影响
D.“地沟油”中含有较多微量元素
解析:选B “地沟油”是混合物,无固定的熔、沸点,A错误;“地沟油”可作化工原料,B正确;消泡剂成分中含有对人体有害的物质,C错误;“地沟油”主要成分是油脂,D错误。
8.某有机物结构简式如图。它在一定条件下能发生水解反应,产生一种醇和一种酸。水解时发生断裂的化学键(填箭头所指的选项标号)是 ( )
解析:选C 酯水解时断键部位在碳氧单键处,故本题中的断键部位在A、C处。
9.A是一种酯,分子式为C4H8O2,A可以由醇B与酸C发生酯化反应得到,B氧化可得C。
(1)写出A、B、C的结构简式:A_______________________________________________,
B____________________,C______________________。
(2)写出A在碱性条件下发生水解反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
解析:醇B氧化反应可得到酸C,说明B与C所含有的碳原子数相等,则可得出B为C2H5OH,C为CH3COOH,A为CH3COOC2H5。
答案:(1)CH3COOCH2CH3 CH3CH2OH
CH3COOH
(2)CH3COOCH2CH3+NaOH
10.某油脂在常温下是液态,其中一种成分的结构简式为
。
(1)该油脂能否使溴水褪色? ________(填“能”或“不能”)。
(2)该油脂在NaOH溶液中水解产物有________种,其结构简式分别为______________________。
解析:由油脂的结构可知,形成该油脂的高级脂肪酸有油酸(C17H33COOH),分子中含有碳碳双键,能使溴水褪色。该油脂在NaOH溶液中发生水解反应生成C17H35COONa、C17H33COONa、共3种产物。
答案:(1)能 (2)3 C17H35COONa、C17H33COONa、
一、单项选择题
1.在3支试管中分别放有:
①1 mL乙酸乙酯和3 mL水
②1 mL溴苯和3 mL水
③1 mL乙酸和3 mL水。
右图中3支试管从左到右的排列顺序为( )
A.①②③ B.①③②
C.②①③ D.②③①
解析:选D 几种液体的密度:ρ(溴苯)>ρ(水)>ρ(乙酸乙酯),溶解性:溴苯和乙酸乙酯不溶于水,而乙酸与水混溶,据此可得出答案。
2.下列有关油脂的叙述中,错误的是( )
A.植物油不能使KMnO4(H+)溶液褪色
B.用热的烧碱溶液可区别植物油和矿物油
C.油脂可以在碱性条件下水解
D.从溴水中提取溴不可用植物油作为萃取剂
解析:选A 植物油中含有不饱和键,能使酸性KMnO4溶液褪色,A项错误;植物油属于酯,在NaOH作用下可水解不分层,而矿物油属于烃类,不与NaOH溶液反应,B项正确;C项正确;植物油中不饱和键与Br2发生加成反应,D项正确。
3.酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组先从梨中分离出一种酯,然后将分离出的酯水解,得到了乙酸和另一种化学式为 C6H13OH 的物质。对于此过程,以下分析中不正确的是( )
A.C6H13OH分子中含有羟基
B.C6H13OH可与金属钠发生反应
C.实验小组分离出的酯可表示为CH3COOC6H13
D.不需要催化剂,这种酯在水中加热即可大量水解
解析:选D 酯水解得到酸(如乙酸)和醇,故C6H13OH 属于醇类物质,能与钠发生反应,A、B正确;该酯可表示为CH3COOC6H13,C正确;酯水解需要在酸或碱作催化剂的条件下进行,D错误。
4.可以判断油脂皂化反应基本完成的现象是( )
A.反应液使红色石蕊试纸变蓝
B.反应液使蓝色石蕊试纸变红
C.反应后静置,反应液分为两层
D.反应后静置,反应液不分层
解析:选D 由于油脂难溶于水,高级脂肪酸盐和甘油都是易溶于水的物质,若反应基本完成,静置后不分层。由于油脂皂化是在碱性条件下进行的,用红色石蕊试纸无法确定皂化反应是否基本完成。
5.下列各项属于油脂用途的是( )
①作人类的营养物质 ②制取甘油 ③制取肥皂
④制备高级脂肪酸 ⑤制备矿物油
A.①②③④ B.①③⑤
C.①②④⑤ D.①②③
解析:选A 油脂是人类重要的食物之一;油脂在酸性条件下水解可制取高级脂肪酸和甘油;利用油脂在碱性条件下水解可制取肥皂和甘油;矿物油是各种烃的混合物,是石油的分馏产品,不能由油脂制取。
二、不定项选择题
6.油脂是油与脂肪的总称,它是多种高级脂肪酸的甘油酯。油脂既是重要的食物,又是重要的化工原料。下列说法不正确的是( )
A.衣服上的油脂可用汽油洗去
B.油脂在稀硫酸中水解,可以生产甘油和肥皂
C.油脂在酸性条件下比在碱性条件下更容易水解
D.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质
解析:选BC 油脂易溶于有机溶剂,汽油易挥发,可洗去衣服上的油污;油脂在碱性条件下的水解可以生成高级脂肪酸盐,即肥皂的主要成分,B错误;油脂在碱性条件下比酸性条件下更容易水解,C错误。
7.乙酸乙酯在NaOH的重水(D2O)溶液中加热水解,其产物是( )
A.CH3COOD、C2H5OD
B.CH3COONa、C2H5OD、HOD
C.CH3COONa、C2H5OH、HOD
D.CH3COONa、C2H5OD、H2O
解析:选B 乙酸乙酯的碱性水解可分为两步,乙酸乙酯先与D2O反应,生成CH3COOD和C2H5OD,然后CH3COOD再与NaOH反应,生成物为CH3COONa和HOD。
8.分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有( )
A.15种 B.28种
C.32种 D.40种
解析:选D 分子式为C5H10O2的酯可能是HCOOC4H9、CH3COOC3H7、C2H5COOC2H5、C3H7COOCH3,其水解得到的醇分别是C4H9OH(有4种)、C3H7OH(有2种)、C2H5OH、CH3OH,水解得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、C3H7COOH(有2种)。C4H9OH与上述酸形成的酯有4+4+4+4×2=20种;C3H7OH与上述酸形成的酯有2+2+2+2×2=10种;C2H5OH、CH3OH与上述酸形成的酯都是1+1+1+1×2=5种,以上共有40种。
三、非选择题
9.有一种有机物的结构简式为
试回答下列问题:
(1)该化合物是________(填字母)。
A.烯烃 B.油脂
C.醇类 D.烷烃
(2)该化合物的密度________。
A.比水大 B.比水小 C.与水相同
(3)常温下该化合物呈________。
A.液态 B.固态 C.气态
(4)下列物质中,能与该物质反应的有________。
A.NaOH溶液 B.溴水
C.乙醇 D.乙酸
E.H2
解析:该有机物是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类,是油脂;其密度比水的小;因油脂的烃基中含碳碳双键,故该油脂常温下呈液态。该油脂分子结构中含有碳碳双键和酯的结构,因此它能在NaOH的作用下发生水解反应,能与H2或Br2发生加成反应。
答案:(1)B (2)B (3)A (4)A、B、E
10.如图所示为硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的装置图,进行皂化反应时的步骤如下:
(1)在圆底烧瓶中装入7~8 g硬脂酸甘油酯,然后加入2~3 g的氢氧化钠、5 mL水和10 mL酒精;加入酒精的作用为______________________________________。
(2)向所得混合物中加入热的饱和食盐水,静置一段时间,液体分为上下两层,肥皂在________层。
(3)图中长玻璃管的作用是_______________________________________________。
(4)写出该反应的化学方程式:____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)硬脂酸甘油酯是固体,加入酒精是为了使其溶解。
(2)向所得混合物中加入热的饱和食盐水,能降低硬脂酸钠在水中的溶解度,促使硬脂酸钠与溶液分层,硬脂酸钠的密度小于水溶液的密度,故其在上层。
(3)在加热过程中硬脂酸甘油酯、乙醇等易挥发,长导管可以起到导气兼冷凝回流的作用。
答案:(1)溶解硬脂酸甘油酯 (2)上
课时跟踪检测(十九) 糖 类
一、单项选择题
1.糖类与我们的日常生活息息相关。关于糖类物质的说法正确的是( )
A.糖类均有甜味
B.淀粉和纤维素均不是糖类
C.糖类均不可水解
D.糖类都含有C、H和O元素
解析:选D A项,糖类不一定有甜味,错误;B项,淀粉和纤维素均是多糖,错误;C项,糖类中的二糖、多糖可水解,单糖不能水解,错误;D项,糖类都含有C、H和O元素,正确。
2.下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖不可能由纤维素制取
B.葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇和二氧化碳
C.葡萄糖是人体能量的重要来源
D.淀粉属于多糖
解析:选A 葡萄糖可由淀粉水解生成,在催化剂作用下可分解为乙醇和CO2,在人体中发生缓慢氧化,提供人体活动所需要的能量。
3.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悬浊液混合加热
B.纸张上涂抹浓硫酸
C.淀粉溶液中加入碘酒
D.淀粉溶液中加入稀硫酸
解析:选D 葡萄糖溶液与新制的Cu(OH)2悬浊液混合加热,产生砖红色沉淀;纸张上涂抹浓硫酸,由于浓硫酸具有脱水性而变黑;淀粉溶液中加入碘酒变蓝色。
4.人们在端午节有吃粽子的习俗,下列有关说法正确的是( )
A.糯米中的淀粉能与银氨溶液反应产生银镜
B.糯米中的淀粉是否水解完全可以用碘水来检验
C.糯米中的淀粉在碱性条件下能发生水解生成葡萄糖
D.糖尿病患者不能吃粽子,因为糯米中含大量的葡萄糖会使患者血糖升高
解析:选B 淀粉不能与银氨溶液反应,A项错误;淀粉在碱性条件下不能水解,C项错误;糯米中含有淀粉不含葡萄糖,D项错误。
5.青苹果汁遇碘溶液显蓝色,熟苹果能还原新制Cu(OH)2,这说明( )
A.青苹果中只含淀粉不含糖类
B.熟苹果中只含糖类不含淀粉
C.苹果转熟时淀粉水解为单糖
D.苹果转熟时单糖聚合成淀粉
解析:选C 由已知条件推知苹果转熟的过程中淀粉水解为葡萄糖。
二、不定项选择题
6.有关基本营养物质说法正确的是 ( )
A.工业上不可以用淀粉和纤维素为原料生产葡萄糖
B.从溴水中提取溴不可用植物油做萃取剂
C.葡萄糖、果糖不能发生水解反应,蔗糖能发生水解反应
D.糖类、油脂都是高分子化合物
解析:选BC A项,工业上可以用淀粉和纤维素为原料生产葡萄糖,错误;B项,植物油中含不饱和键与Br2发生加成反应,不可做萃取剂;C项,葡萄糖、果糖属于单糖,不能发生水解,蔗糖能发生水解反应,正确;D项,淀粉、纤维素是天然的高分子化合物,油脂不属于高分子化合物,错误。
7.某学生做葡萄糖的还原性实验,4 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液,将它们混合后,滴入1.0 mL 10%的葡萄糖溶液,加热煮沸,结果没有看到砖红色沉淀生成。这是因为( )
A.葡萄糖浓度太大
B.加热时间不够
C.CuSO4溶液的量不够
D.NaOH溶液的量不够
解析:选D 葡萄糖与新制Cu(OH)2发生反应时,NaOH必须过量,而今n(CuSO4)=n(NaOH)=4×10-3×0.5=2×10-3(mol),不符合反应条件,故选D。
8.对于淀粉和纤维素的下列说法中,不正确的是( )
A.二者C、H、O三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体
B.二者都能水解,水解的最终产物相同,但产物不能发生银镜反应
C.都可用(C6H10O5)n表示,均不能发生银镜反应
D.都属于糖类且都是高分子化合物
解析:选AB 淀粉和纤维素的分子通式均为(C6H10O5)n,所以碳、氢、氧的质量比相同,均为36∶5∶40,但由于n值不同,分子式不同,它们不互为同分异构体,A错误;两者都不能发生银镜反应,但它们能在酸性条件下水解,水解产物都是葡萄糖,能发生银镜反应,B错误、C正确;两者都是高分子化合物,D正确。
三、非选择题
9.用含淀粉的物质制备陈醋(醋酸)的主要过程,可用化学方程式表示为
(1)________________________________________________________________________;
(2)C6H12O6
葡萄糖
(3)________________________________________________________________________;
(4)2CH3CHO+O2
检验所酿的陈醋中是否含有淀粉的方法是______________________________________
________________________________________________________________________。
解析:由淀粉制备CH3COOH的过程为
答案:(1)(C6H10O5)n+nH2O
(3)2CH3CH2OH+O2
(4)取适量样品于一洁净试管中,然后向其中加入少量碘水,若变蓝,则含有淀粉,若不变蓝,则不含淀粉
10.根据下列变化关系:
已知:E是一种具有果香味、难溶于水的物质,请填空:
(1)A物质的名称____________________。B溶液为____________,作用为__________________。
(2)写出④、⑥两步反应的化学方程式,在( )号中标明反应类型。
④__________________________________( );
⑥__________________________________( )。
解析:淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,所以A为葡萄糖,检验葡萄糖在碱性条件下与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀,因此B为氢氧化钠溶液,C为新制的氢氧化铜悬浊液;葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇(D),乙醇在铜或银催化下加热氧化为乙醛,乙醛氧化变为乙酸,乙酸和乙醇酯化生成乙酸乙酯(E)。
答案:(1)葡萄糖 NaOH溶液 中和稀H2SO4,调节反应液为碱性
(2)④2CH3CH2OH+O2
一、单项选择题
1.下列关于葡萄糖与蔗糖相比较的说法中错误的是( )
A.它们的分子式不同,但化学元素组成相同
B.蔗糖能水解,葡萄糖却不能
C.它们是同分异构体
D.葡萄糖是单糖,能发生银镜反应,蔗糖是双糖,不能发生银镜反应
解析:选C 二者分子式不同,不属于同分异构体,蔗糖能水解,但不能发生银镜反应。
2.下列关于淀粉和纤维素的叙述中,不正确的是( )
A.它们都可以被人体转化吸收
B.它们都是混合物
C.它们都可以发生水解,其最终产物都是葡萄糖
D.它们都是天然高分子化合物
解析:选A 淀粉可以被人体转化吸收而纤维素不能,因为人体没有酶可以转化纤维素,但纤维素能刺激肠道蠕动,促进消化和排泄。
3.下列关于某病人尿糖检验的做法正确的是( )
A.取尿样,加入新制Cu(OH)2悬浊液,观察发生的现象
B.取尿样,加H2SO4中和碱性,再加入新制Cu(OH)2悬浊液,观察发生的现象
C.取尿样,加入新制Cu(OH)2悬浊液,煮沸,观察发生的现象
D.取尿样,加入Cu(OH)2,煮沸,观察发生的现象
解析:选C 葡萄糖在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液共热,会产生砖红色(Cu2O)沉淀,此性质可用于尿糖的检验。
4.只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、淀粉溶液,这种试剂是( )
A.NaOH溶液 B.新制的Cu(OH)2悬浊液
C.碘水 D.Na2CO3溶液
解析:选B 新制的Cu(OH)2悬浊液遇乙酸溶液溶解生成蓝色溶液,与葡萄糖溶液加热产生砖红色沉淀,与淀粉溶液混合无明显现象。
5.下列说法中正确的是 ( )
A.淀粉与纤维素在一定条件下不能水解
B.蔗糖是最重要的二糖,它的相对分子质量是葡萄糖的 两倍
C.在麦芽糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液,水浴加热,看不到有银镜生成
D.向淀粉的水解液中滴加碘水,溶液变蓝,说明淀粉未水解
解析:选C 淀粉与纤维素能水解,其最终产物都是葡萄糖,A错误;蔗糖分子式C12H22O11,其相对分子质量加上18才等于葡萄糖的两倍,B错误;银镜反应需要碱性环境,在滴加银氨溶液之前,需要先加强碱将催化剂硫酸中和掉,C正确;加入碘水溶液变蓝,说明仍有淀粉,可能淀粉未水解,也可能部分水解,D错误。
二、不定项选择题
6.某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:
下列结论中正确的是( )
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
解析:选D 因为混合液呈碱性,所以加碘水不变蓝,不能说明不含淀粉;而加入新制Cu(OH)2生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖。故结论应为:淀粉已水解。
7.将淀粉水解,并用新制的氢氧化铜悬浊液检验其水解产物的实验中,要进行的主要操作是:①加热;②滴入稀硫酸;③加入新制的氢氧化铜悬浊液;④加入足量的氢氧化钠溶液。以上各步操作的先后顺序排列正确的是( )
A.①②③④① B.②①④③①
C.②④①③① D.③④①②①
解析:选B 淀粉水解产物与新制氢氧化铜悬浊液的反应必须在碱性条件下加热到沸腾才能发生,生成砖红色沉淀Cu2O。而淀粉的水解必须在硫酸作催化剂和加热条件下才能进行,因此,须加入足量的氢氧化钠中和作催化剂用的稀硫酸,然后再加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾。
8.
根据转化关系判断下列说法正确的是( )
A.(C6H10O5)n可以是淀粉或纤维素,二者均属于多糖,互为同分异构体
B.可以利用银镜反应证明反应①的最终产物为葡萄糖
C.酸性高锰酸钾可将乙醇氧化为乙酸,将烧黑的铜丝趁热插入乙醇中也可得到乙酸
D.在反应②得到的混合物中倒入饱和碳酸钠溶液并分液可得到纯净的乙酸乙酯
解析:选BD 淀粉和纤维素不是同分异构体,A错误;葡萄糖可以用银镜反应鉴别,B正确;将烧黑的铜丝趁热插入乙醇中得到的是乙醛而不是乙酸,C错误;碳酸钠会除去乙酸乙酯中的杂质,D正确。
三、非选择题
9.学生甲在一支试管中放入0.5 g淀粉后,再加入质量分数为20%的硫酸溶液,加热10 min后,再将溶液一分为二,其中一份溶液做银镜反应实验,结果无银镜出现,另一份溶液加入碘水,结果无蓝色出现;学生乙在一支试管中放入0.5 g淀粉后,再加入质量分数为20%的硫酸溶液少许,加热45 min后,加入过量的NaOH溶液中和硫酸,再将溶液一分为二,其中一份溶液做银镜反应实验,结果有银镜产生,另一份溶液中加入少量碘水,未出现蓝色。
(1)学生甲的实验操作中不正确的是__________________________________________
____________。
(2)根据甲的实验现象,判断淀粉的水解情况是_________________________________。
A.完全水解 B.部分水解
C.没有水解 D.不能准确判断
(3)学生乙的实验操作中不正确的是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据乙的实验现象,判断淀粉的水解情况是________________________________。
A.完全水解 B.部分水解
C.没有水解 D.不能准确判断
解析:(1)学生甲的错误是用银氨溶液检验前未先加碱中和硫酸,因为银氨溶液在酸性条件下不能存在,故不能与葡萄糖反应。
(2)水解液中滴加碘水无蓝色现象,说明淀粉已完全水解。
(3)学生乙的错误是向水解液中加入过量的NaOH溶液,加入碘水之后不变色,有可能是碘水与NaOH溶液反应,所以淀粉有可能完全水解也有可能未完全水解。
(4)根据乙的实验现象只能说明已经有水解反应发生。
答案:(1)用银氨溶液检验前未加碱中和硫酸 (2)A
(3)用碘水检验前水解液中加入过量的NaOH溶液
(4)D
10.Ⅰ.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,甲同学做实验得出如下结论:
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。
试判断它们各是什么物质:
(1)A是________,B是________,C是________。
(2)有关化学方程式:
①蔗糖水解:____________________________________________________________。
②淀粉水解:___________________________________________________________。
Ⅱ.乙同学将34.2 g蔗糖与16.2 g淀粉的混合物放入水中,在一定条件下使其完全水解,请回答:
(1)“一定条件”指的是________________________________________________。
(2)判断淀粉和蔗糖已经水解的方法是______________________________________
________________________________________________________________________。
解析:A遇碘水变蓝色,则A为淀粉溶液,葡萄糖不能发生水解反应,且葡萄糖分子结构中含有醛基,能与银氨溶液发生银镜反应,故B为葡萄糖溶液,C为蔗糖溶液。淀粉、蔗糖在无机酸或酶的催化作用下发生水解反应生成葡萄糖,只要使水解液在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液反应,看是否有砖红色沉淀(Cu2O)生成,即可判断淀粉、蔗糖是否已经发生了水解。
答案:Ⅰ.(1)淀粉溶液 葡萄糖溶液 蔗糖溶液
Ⅱ.(1)无机酸或酶作催化剂
(2)加碱使水解液呈碱性后,再加入新制的Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀,即可证明糖类已经水解
课时跟踪检测(二十) 蛋白质和氨基酸
一、单项选择题
1.下列元素中,不属于蛋白质主要组成元素的是 ( )
A.C B.H
C.N D.Cl
解析:选D 蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N,不一定含有Cl。
2.下列说法不正确的是 ( )
A.酶是一种蛋白质
B.蛋白质是有机高分子化合物
C.蛋白质的基本组成单位为氨基酸
D.氨基酸是酸,显酸性
解析:选D 氨基酸分子中既含有羧基,又含有氨基,既显酸性,又显碱性。
3.下列关于蛋白质的叙述正确的是 ( )
A.鸡蛋黄的主要成分是蛋白质
B.鸡蛋清的主要成分是氨基酸
C.鸡蛋白遇碘变蓝色
D.蛋白质水解最终产物是氨基酸
解析:选D 鸡蛋清的主要成分是蛋白质,蛋白质水解最终产物是氨基酸。
4.关于蛋白质的叙述中,错误的是( )
A.蛋白质遇酒精发生变性
B.蛋白质是一种基本营养物质
C.灼烧某白色纺织品有烧焦羽毛的气味,则可说明此纺织品不是人造丝
D.人的皮肤上不慎沾染浓硝酸后变黄色是物理变化
解析:选D 蛋白质遇酒精发生变性,A项正确;蛋白质、油脂、糖类是食物中的基本营养物质,B项正确;灼烧蛋白质会产生烧焦羽毛的气味,而人造丝的主要成分是纤维素,说明纺织品不是人造丝,C项正确;蛋白质的颜色反应是化学变化,D项错误。
5.“没有蛋白质,就没有生命”,下面关于蛋白质的叙述不正确的是( )
A.可以通过灼烧时的特殊气味来鉴别蛋白质
B.蛋白质溶液遇浓硝酸变黄
C.蛋白质在酶的作用下水解的最终产物是葡萄糖
D.酶是一类特殊的蛋白质,是生物体内重要的催化剂
解析:选C 蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味,蛋白质遇浓HNO3变黄为蛋白质的颜色反应,酶是一类特殊的蛋白质,是生物体内重要的催化剂,故A、B、D均正确;蛋白质水解的最终产物是氨基酸,C错误。
二、不定项选择题
6.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、蛋白质都是高分子化合物
D.油脂有油和脂肪之分,都属于酯
解析:选D A项,糖类中的单糖不能水解;B项,蛋白质由C、H、O、N等元素组成;C项,糖类中的单糖和双糖、油脂均不是高分子化合物。
7.在预防SARS时,医学专家告诉我们对公共场所要进行消毒,毛巾、口罩要经常用开水蒸煮,被褥要放在太阳光下直射,其目的是 ( )
A.使多糖水解 B.使油脂水解
C.使氨基酸变性 D.使蛋白质变性
解析:选D 病毒的成分是蛋白质,用开水蒸煮、阳光直射的目的是使蛋白质变性。
8.下列有关糖类、油脂和蛋白质的叙述正确的是( )
A.油脂的水解反应又叫做皂化反应
B.一定条件下,糖类都能发生水解反应
C.蛋白质发生水解最终生成氨基酸
D.通过灼烧时产生的气味可以鉴别蚕丝和棉纱
解析:选CD A项,油脂在碱性条件下的水解反应又叫做皂化反应,错误;B项,单糖如葡萄糖,不能发生水解反应,错误;C项,蛋白质能发生水解反应,最终生成氨基酸,正确;D项,蚕丝的主要成分是蛋白质,燃烧时有烧焦羽毛的气味,棉纱的主要成分是纤维素,灼烧时没有烧焦羽毛的气味,可以鉴别二者,D正确。
三、非选择题
9.大豆含有大量的蛋白质和脂肪,由大豆配制出来的菜肴很多,它是人体营养物质中最重要的补品之一,我们几乎每天都要饮食豆制品。请回答下列问题:
(1)我们食用的大豆,最终补充给人体所需要________。
A.氨基酸 B.蛋白质
C.油脂 D.糖类
(2)蛋白质水解的最终产物是________。
(3)油脂在酸性条件下水解生成________和________。
解析:(1)大豆中的蛋白质在人体内酶的作用下最终水解成人体所需要的氨基酸,A正确。(2)蛋白质水解的最终产物是氨基酸。(3)油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油。
答案:(1)A (2)氨基酸 (3)高级脂肪酸 甘油
10.如图是某种只含有C、H、O、N的有机物简易球棍模型。
请回答下列各题。
(1)该分子属于氨基酸,其分子式为________。
(2)在一定条件下,该分子可以通过化学反应生成________(填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。
(3)在一定条件下,该分子可以与乙醇发生反应,请写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由有机物简易球棍模型可知,结构简式为CH3CH(NH2)COOH,分子式为C3H7O2N。
(2)氨基酸之间能发生反应生成多肽,构成蛋白质。
(3)该分子含 —COOH,可以与乙醇发生酯化反应,化学方程式为CH3CH(NH2)COOH+CH3CH2OH
答案:(1)C3H7O2N (2)蛋白质
(3)CH3CH(NH2)COOH+CH3CH2OH
一、单项选择题
1.某期刊封面上有如下一个分子的球棍模型图。图中“棍”代表单键或双键或叁键。不同颜色的球代表不同元素的原子,该模型图可代表一种 ( )
A.卤代羧酸 B.酯
C.氨基酸 D.醇钠
解析:选C 该分子表示的是NH2CH2COOH,是氨基乙酸,属于氨基酸。
2.糖类、油脂和蛋白质是生命活动所必需的营养物质。下列叙述正确的是( )
A.植物油不能发生水解反应
B.棉花和蚕丝的主要成分都是纤维素
C.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
D.蛋白质水解产物是蔗糖
解析:选C A项,植物油属于油脂,能发生水解反应,错误;B项,棉花的主要成分是纤维素,而蚕丝的主要成分是蛋白质,错误;C项,淀粉水解的最终产物是葡萄糖,正确;D项,蛋白质水解产物是氨基酸,错误。
3.下列过程与蛋白质变性无关的是( )
A.用煮沸的方法可消毒医疗器械
B.用福尔马林(甲醛溶液)保存生物标本
C.鸡蛋白加入浓NaCl溶液,可以观察到有沉淀析出
D.鸡蛋白溶液里加入少量乙酸铅溶液,可以观察到有沉淀生成
解析:选C 加热、甲醛溶液、乙酸铅均能使鸡蛋白发生变性,C项属于盐析。
4.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。下列有关说法正确的是 ( )
A.蛋白质中只有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.糖类的主要成分是高级脂肪酸甘油酯
D.糖类、油脂、蛋白质都可能发生水解反应
解析:选D 蛋白质中除含C、H、O元素外,还含有N元素,A错误;油脂是高级脂肪酸甘油酯,水解产物为高级脂肪酸和甘油,B错误;糖类中的麦芽糖、淀粉和纤维素,油脂,蛋白质都能发生水解反应,D正确。
5.2014年诺贝尔化学奖授予超高分辨率荧光显微镜的贡献者。人类借助于这种显微镜可以观察到单个的蛋白质分子。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.紫外线可使蛋白质变性
B.蛋白质属于高分子化合物
C.蛋白质可完全水解生成氨基酸
D.消毒过程中细菌蛋白质发生了盐析
解析:选D A项,紫外线是使蛋白质变性的条件之一,正确;B项,蛋白质属于天然高分子化合物,正确;C项,蛋白质水解的最终产物是氨基酸,正确;D项,消毒使蛋白质变性,失去了活性,而盐析是可逆的过程,蛋白质性质不变,错误。
二、不定项选择题
6.下列有关蛋白质的说法正确的是( )
A.白质是重要的营养物质,它有助于食物的消化和排泄
B.蛋白质在淀粉酶作用下可水解成葡萄糖
C.在家庭中可采用灼烧法定性检查奶粉中是否含有蛋白质,蛋白质燃烧可产生特殊的气味
D.蛋白质水解的最终产物都是氨基酸
解析:选CD 蛋白质是营养物质,提供人体所需的能量,在人体内可在蛋白酶的作用下水解生成氨基酸,蛋白质遇浓硝酸时可以显黄色,在灼烧时可以产生烧焦羽毛的气味,C、D正确。
7.(全国乙卷)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.2甲基丁烷也称为异丁烷
B.由乙烯生成乙醇属于加成反应
C.C4H9Cl有3种同分异构体
D.油脂和蛋白质都属于高分子化合物
解析:选B A项2甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH3,也称为异戊烷。B项乙烯(CH2===CH2)分子中含有碳碳双键,在一定条件下,能与水发生加成反应
生成乙醇(CH3CH2OH)。C项C4H9Cl由—C4H9和—Cl构成,而—C4H9有4种不同的结构,分别为—CH2CH2CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)3,故C4H9Cl有4种同分异构体。D项蛋白质是有机高分子化合物,油脂不是高分子化合物。
8.下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的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
解析:选B 人体中没有水解纤维素的酶,纤维素在人体内不消化。
三、非选择题
9.在学习“生命的基础——蛋白质”时,我们对蛋白质的性质进行了科学探究:
(1)分别取2 mL鸡蛋白溶液放入三支已编号的试管中;
(2)向试管1中加饱和(NH4)2SO4溶液,向试管2中加入少量乙酸铅溶液,向试管3中滴加几滴浓硝酸,微热;
(3)向3支试管中分别加入适量蒸馏水。
请填写下表:
编号 | 试管1 | 试管2 | 试管3 |
步骤(2)的实验现象 | 出现白色沉淀 | ||
步骤(3)的实验现象 | 沉淀不溶解 | 沉淀不溶解 | |
蛋白质所表现的性质 | 盐析 | 变性 | |
解析:向鸡蛋白中加入饱和的(NH4)2SO4溶液,发生盐析,再加水,沉淀溶解;加入乙酸铅、浓HNO3会使鸡蛋白变性,再加水,沉淀不溶解。
答案:
编号 | 试管1 | 试管2 | 试管3 |
步骤(2)的实验现象 | 沉淀 | 沉淀、变黄 | |
步骤(3)的实验现象 | 溶解 | ||
蛋白质所表现的性质 | 变性 | ||
10.某有机物的相对分子质量为75,元素的质量分数为碳32%、氢6.67%、氮18.67%,其余为氧。
(1)该有机物的分子式为_____________________________________________________。
(2)该有机物能与醇发生酯化反应、与无机酸反应生成盐(含有—NH2基团),该有机物的结构简式为________________________________________________________________。
解析:N(C)=
N(N)=
答案:(1)C2H5NO2 (2)H2NCH2COOH
课时跟踪检测(二十一) 人工合成有机化合物
一、单项选择题
1.下列物质中,不属于合成材料的是( )
A.塑料 B.合成纤维
C.陶瓷 D.合成橡胶
解析:选C 陶瓷不属于合成材料。
2.下列说法中,不正确的是( )
A.包装食品常用聚乙烯和聚氯乙烯
B.聚乙烯是高分子化合物
C.乙烯和聚乙烯的最简式相同
D.聚乙烯的生成是加聚反应
解析:选A A项错误,食品包装袋要求无毒,聚氯乙烯有毒。
3.下列对聚乙烯的描述错误的是( )
A.聚乙烯的分子长链是由C—C键连接而成的
B.聚乙烯分子的长链上不含支链
C.聚乙烯每个链节上有2个碳原子
D.聚乙烯能使溴水褪色
解析:选D 聚乙烯的结构简式为 CH2CH2 ,故聚乙烯分子中全为C—C单键,无支链,链节为—CH2—CH2—,因无碳碳双键,故不能与Br2加成,D错误。
4.若按以下路线从乙烯合成乙酸乙酯,则经历的反应类型应为( )
A.加成—氧化—氧化—酯化
B.氧化—加成—氧化—酯化
C.取代—氧化—氧化—酯化
D.加成—还原—氧化—取代
解析:选A 乙烯与水加成生成乙醇,乙醇经氧化得乙醛,乙醛再经氧化得乙酸,乙醇与乙酸通过酯化反应得乙酸乙酯。
5.合成人造羊毛的单体正确的是( )
解析:选C 合成人造羊毛是由CH2===CHCN发生加聚反应产生的,因此单体是CH2===CHCN。
6.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
,根据所学知识,可以判断 ( )
A.聚苯乙烯能使溴水褪色
B.聚苯乙烯是一种合成高分子化合物
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
解析:选BD 聚苯乙烯的单体为苯乙烯,分子式为C8H8,形成聚合物后结构中不再含有碳碳双键,因此不能使溴水褪色;聚苯乙烯是人工合成的高分子聚合物;聚苯乙烯是由苯乙烯通过加成聚合反应制得的。
7.维通橡胶是一种耐腐蚀、耐油、耐高温、耐寒性能都特别好的氟橡胶。它的结构简式为。合成它的单体为( )
A.CH2===CHF和CF2===CF—CF3
B.CH2===CF2和CF2===CF—CF3
C.CH2===CH—CF===CF—CF3
解析:选B 按照“单双键互换法”判断,合成维通橡胶的单体为CH2===CF2和CF2===CF—CF3。
8.天然橡胶的结构简式为,如果聚合度n=4 000,则天然橡胶的相对分子质量约为( )
A.4 000 B.272 000
C.68 D.59
解析:选B 相对分子质量为链节的式量乘聚合度:
68×4 000=272 000。
三、非选择题
9.已知A是一种重要的化工原料,A的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志,E是具有果香气味的有机物。A、B、C、D、E在一定条件下存在如下转换关系(部分反应条件、产物被省略)。
(1)工业上,由石油获得重油的方法是________;图中碎瓷片的作用是________。
(2)写出B和D反应生成E的化学方程式:___________________________________
________________________________________________________________________。
解析:由A的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志,则A是乙烯(CH2===CH2);CH2===CH2和水发生加成反应生成CH3CH2OH;CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO;CH3CHO氧化生成CH3COOH,乙醇和乙酸在浓硫酸存在时,加热,发生酯化反应生成CH3COOCH2CH3和水。(1)工业上,由石油获得重油的方法是分馏。图中碎瓷片的作用是作石油裂化的催化剂。(2)B和D反应生成E的化学方程式是CH3COOH+C2H5OH
答案:(1)分馏 催化剂
(2)CH3COOH+C2H5OH
10.合成有机玻璃的化学方程式如下:
(1)该反应的类型为________反应。
(2)其中单体是____________,高分子化合物的链节为________,n值叫________。
(3)有机玻璃属________ (填“纯净物”或“混合物”)。
解析:碳碳双键断开一个键,分子间彼此加成相互结合成高聚物,是加聚反应;该高分子化合物的链节是,n值为聚合度;所得高聚物因n值不确定,所以为混合物。
答案:(1)加聚 (2)
聚合 度 (3)混合物
一、单项选择题
1.下列叙述中不正确的是( )
A.乙烯和聚乙烯性质不相同下列生产
B.聚乙烯和乙烯均为纯净物
C.同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成的CO2的质量相等
D.乙烯和聚乙烯的最简式相同
解析:选B 乙烯与其高聚物聚乙烯的结构不同,性质不同;乙烯与其高聚物的最简式均为CH2,元素百分含量相同,故同质量时乙烯与其高聚物完全燃烧产生CO2的量相同,乙烯为纯净物,聚乙烯为混合物。
2.今有高聚物:
对此分析正确的是( )
解析:选D 由结构可以看出,重复单元即链节是
,单体是CH2===CH—COOC2H5,是加聚反应的产物。
3.国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE,该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物,四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成全氟乙丙烯。下列说法错误的是( )
A.ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的连接方式
B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应
C.聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为
CF2—CF2—CF2—CF2—CF2
D.四氟乙烯能发生加成反应
解析:选C ETFE为四氟乙烯与乙烯的共聚物,结构简式为 CH2—CH2—CF2—CF2 ,A正确;四氟乙烯(CF2===CF2)与六氟丙烯(CF2===CF—CF3)共聚生成的全氟乙丙烯应带有支链—CF3,B正确,C错误;四氟乙烯中含有碳碳双键,能发生加成反应,D正确。
4.用乙炔(CHCH)为原料制取CH2Br—CHBrCl,可行的反应途径是( )
A.先加Cl2,再加Br2 B.先加Cl2,再加HBr
C.先加HCl,再加HBr D.先加HCl,再加Br2
解析:选D 先与HCl反应生成CH2===CHCl,CH2===CHCl再与Br2加成即可生成目标产物 CH2Br—CHBrCl。
5.已知苯与一卤代烷在催化剂作用下可生成苯的同系物: (甲苯)+HX,在催化剂存在下,由苯和下列各组物质合成乙苯,最好应选用的是( )
A.CH3—CH3和Cl2 B.CH2===CH2和Cl2
C.CH2===CH2和HCl D.CH3CH3和HCl
解析:选C 制取甲苯的原料是和CH3X,由此可知制取乙苯的原料是和CH3CH2Cl,而制取纯净CH3CH2Cl的方法是利用CH2===CH2和HCl发生加成反应。
二、不定项选择题
6.某石油化工产品X的转化关系如下图,下列判断错误的是( )
A.X可以发生加聚反应
B.Z与CH3OCH3互为同分异构体
C.Y能与钠反应产生氢气
D.W的结构简式为C4H8O2
解析:选BD 根据题目中的转化关系,由乙酸逆推可知:Z为CH3CHO,Y为CH3CH2OH,X为CH2===CH2,则W为CH3COOC2H5。A项,X为乙烯,含有碳碳双键,可以发生加聚反应,正确;B项,Z为乙醛,与二甲醚的分子式不同,不是同分异构体,错误;C项,Y是乙醇,含有羟基,能与钠反应产生氢气,正确;D项,乙酸乙酯的结构简式为CH3COOC2H5,错误。
7.1,4二氧六环是一种常见的有机溶剂。它可以通过下列合成路线制得:
。
( )
A.乙烯 B.乙醇
C.CH2CHCHCH2 D.乙醛
解析:选A 据最终产物可逆推出C为
HO—CH2—CH2—OH,则结合信息知B为
Br—CH2—CH2—Br,A为CH2===CH2。
8.下列由CH≡CH获得CH2ClCH2Cl的途径中,最好的是( )
A.CH≡CH
B.CH≡CH
C.CH≡CH
D.CH≡CH
解析:选C A中CH2===CHCl与HCl加成,HCl中的氯原子不一定加在没有氯原子的碳上,若加在有氯原子的碳上则得到CH3CHCl2;B中CH3CH3与Cl2光照取代生成多种产物;D中CH3CH2Cl与Cl2光照取代在两个碳原子上都会发生。
三、非选择题
9.由石油裂化和裂解得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下:
根据以上材料和所学的化学知识回答下列问题。
(1)由CH2===CH2制得有机物A的化学方程式是________________________________
______________________,反应类型是_______________________________________。
(2)由A与B合成丙烯酸乙酯的化学方程式是__________________________________
______________________,反应类型是_______________________________________。
(3)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是_________________________。
解析:类比制取乙酸乙酯的反应可知有机物A为CH3CH2OH,B为CH2===CHCOOH,故A为乙烯与H2O发生加成反应的产物。聚乙烯是以乙烯为单体,通过加聚反应制得的,故合成聚乙烯塑料的化学方程式为
nCH2===CH2―→ CH2—CH2 。
答案:(1)CH2===CH2+H2O
加成反应
(2)CH2===CHCOOH+CH3CH2OH
CH2===CHCOOCH2CH3+H2O
取代反应(或酯化反应)
(3)nCH2===CH2―→ CH2—CH2
10.有机物合成高分子涂料黏胶剂I的过程如下:
请回答下列问题:
(1)A的结构式 。
(2)G分子中不含氧原子的官能团名称是 。
(3)写出反应①的化学方程式:______________________________________________,
指出②的反应类型 。
(4)写出反应③的化学方程式:_______________________________________________。
解析:B和丙酸反应生成5个C原子的酯,说明B是乙醇,A是乙烯。(1)乙烯的结构式为。(2)G是CH2===CHCOOCH3,不含氧原子的官能团是碳碳双键。(3)丙酸和乙醇发生酯化反应生成丙酸乙酯和水,化学方程式为CH3CH2COOH+C2H5OH
答案:
(2)碳碳双键
课时跟踪检测(二十二) 化学是认识和创造物质的科学
一、单项选择题
1.化学真正成为一门科学并较快发展,始于( )
A.舍勒发现氧气
B.质量守恒定律的发现
C.原子—分子论的问世
D.中国湿法冶金术的推广
解析:选C 原子—分子论的建立才使人们对物质变化有了本质的认识。
2.金属冶炼的目的是( )
A.把金属化合物还原为金属单质
B.把金属单质变为氧化物
C.除去金属中的杂质
D.把电能转变为化学能
解析:选A 金属冶炼的目的是将金属化合物还原为金属单质。
3.根据酸碱质子理论,下列物质既属于酸又属于碱的是( )
A.硫酸氢钠 B.氨气
C.乙醇 D.水
解析:选D 既属于酸又属于碱的物质,必须是既能电离出H+,又能接受H+。
4.“金属冶炼技术改变了世界”;下列各项中“能用热分解法制得的金属”是 ( )
A.Na B.Mg
C.Ag D.Fe
解析:选C A项,Na的化学性质很活泼,常用电解法得到,错误;B项,Mg常用电解法得到,错误;C项,Ag的化学性质不活泼,常用热分解法得到,正确;D项,Fe的化学性质较活泼,常用热还原法得到,错误。
5.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 B.热还原法
C.热分解法 D.铝热法
解析:选A 锂的金属性介于钠、镁之间,应该与Na、Mg的冶炼方法相同。
二、不定项选择题
6.下列各组物质中,均能使Fe2O3还原成单质铁的是( )
A.CO、O2、H2 B.CO、CO2、C
C.CO2、H2O、O2 D.Al、C、H2
解析:选D Fe是化学性质较活泼的金属,用强还原剂(如Al、C、H2、CO等)在一定条件下都能把铁从其氧化物中还原出来。
7.下列化工生产原理正确的是( )
A.钢铁厂用热还原法冶炼铁
B.可以将钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁
C.用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝
D.可用热分解法冶炼金属汞
解析:选AD 钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应,但不能将镁置换出来;电解法冶炼铝所用的原料为氧化铝。
8.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(或物质)是( )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②③⑤ D.①②④⑤
解析:选A 从海水中得到的氯化钠,可作化工原料,工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。化学方程式分别为2NaCl+2H2O
三、非选择题
9.冶炼金属常用以下几种方法:①以C、CO或H2作还原剂
②以活泼金属Na、Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法。把上述冶炼方法填入下列横线上(用序号填写)。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。
(3)Hg、Ag等不活泼金属________。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。
(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是________。
解析:中等活泼的金属用热还原法冶炼;活泼金属用电解法冶炼;不活泼金属用热分解法冶炼;高熔点金属用铝热法冶炼。
答案:(1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
10.钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下,钛不和非金属、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称金红石(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是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
该反应的还原剂是_______________________________________________________。
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)此反应的化学方程式是___________________________________________________。
(2)简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤____________________________________
________________________________________________________________________。
解析:TiO2(金红石)与炭粉及Cl2在高温下反应生成TiCl4及可燃性气体,由元素守恒判断该可燃性气体为CO;TiCl4与镁在加热条件下可以制得钛,反应的化学方程式为TiCl4+2Mg△,2MgCl2+Ti。由于加入的Mg过量故得到的是Mg和Ti的混合物,根据信息,Ti与强酸(如盐酸)不反应,而Mg与盐酸反应,故可用盐酸除去Ti中的Mg。
答案:第一步:TiO2+2C+2Cl2高温,TiCl4+2CO 炭粉
第二步:(1)TiCl4+2Mg△,Ti+2MgCl2
(2)加入足量盐酸,除去过量金属镁,过滤,并用蒸馏水洗涤固体得金属钛
一、单项选择题
1.人类使用材料的增多和变化,标志着人类文明的进步。下列材料与化学制备无关的是( )
A.石器 B.青铜器
C.铁器 D.高分子材料
解析:选A 只有石器不需经过化学过程而能直接用原始材料雕琢加工。
2.钠多以资源丰富的NaCl为原料来制备,下列方法中能够制备出金属钠的是( )
A.加热NaCl晶体
B.用金属钾置换出NaCl溶液中Na+
C.电解NaCl溶液
D.电解熔融的NaCl
解析:选D 电解熔融的NaCl可以获得金属Na;而电解NaCl溶液得到的是氯气、氢气和氢氧化钠。
3.根据电离理论,下列物质不属于酸的是 ( )
A.硫酸 B.磷酸二氢钠
C.乙酸 D.水
解析:选B 电离理论指电离时所生成的阳离子全部是H+的化合物才是酸。
4.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )
A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.越活泼的金属越难冶炼
解析:选B A项,合金的熔点比它成分金属的熔点都低,正确;B项,电解熔融的氧化铝制得铝,熔融的氯化铝不电离不导电,不能制得铝,错误;C项,金属元素在化合物中均显正价,变成金属原子需获得电子,正确;越活泼的金属,金属阳离子越难得到电子被还原,故越难冶炼,D正确。
5.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高炉炼铁的反应是放热的,故无需加热
A.②③ B.①③
C.①②③ D.②③④
解析:选D 钠特别活泼,投入MgCl2溶液时先与水反应生成NaOH和H2,接着生成Mg(OH)2沉淀,②错误;冶炼铝使用的是Al2O3,③错误;高炉炼铁中所发生的反应是放热反应,但是仍需要高温条件,④错误。
二、不定项选择题
6.下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( )
选项 | 冶炼原理 | 方法 |
A | 2HgO | 热还原法 |
B | 2Al2O3(熔融) | 电解法 |
C | Cu2S+O2 | 热分解法 |
D | Fe2O3+2Al | 热还原法 |
解析:选AC 活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼,中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼,不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼,故B、D正确,A、C错误。
7.工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰,通常采用的方法是( )
A.碳还原法
B.铝热法还原
C.直接加热法
D.盐的水溶液与活泼金属置换法
解析:选B 工业上用铝热法冶炼活泼性比Al差的、熔点较高的金属,如钒、铬、
锰等。
8.在熔融状态下,Na与KCl存在可逆反应:Na+KCl NaCl+K,通过调整温度,可利用金属Na来制取K。
物质 | K | Na | KCl | NaCl |
熔点/℃ | 63.6 | 97.8 | 770 | 801 |
沸点/℃ | 774 | 883 | 1 500 | 1 413 |
根据上表的熔点和沸点,确定由Na与KCl反应制取K的合适温度为( )
A.770 ℃ B.801 ℃
C.850 ℃ D.770~801 ℃
解析:选C 要从上述可逆的置换反应中制取K,主要是利用K的沸点比Na的低而控制温度使K汽化。其余三种物质均为液体,便于生成的K蒸气不断逸出,使反应向生成K的方向进行而制得K。在801~883 ℃合理。
三、非选择题
9.食盐是一种与人类生活最密切的物质之一。以食盐为原料可以制取金属钠、氯气、氢气、烧碱等宝贵的化学用品和化工原料。
(1)写出工业制备金属钠的化学方程式:________________________________________。
(2)电解____________可制得烧碱、氢气和氯气,这称为__________工业。写出该工业的电极方程式及总化学方程式:阳极:__________________;阴极:____________________;总反应式:________________________________________________________。
(3)我国著名的化工专家侯德榜发明的“联合制碱”法也是以食盐为基础原料的,该方法首先向饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2气体,析出NaHCO3晶体,化学方程式为________________________________________________________________________;
将析出的NaHCO3晶体灼烧即得纯碱,化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析:电解熔融的NaCl可得Na和Cl2,电解饱和NaCl溶液可得Cl2、H2和NaOH,向饱和NaCl的氨水溶液中通入CO2,可析出NaHCO3晶体,过滤后加热NaHCO3可得纯碱。
答案:(1)2NaCl(熔融)
(2)饱和食盐水 氯碱 2Cl--2e-===Cl2↑
2H++2e-===H2↑
2NaCl+2H2O
(3)NaCl+CO2+NH3+H2O===NH4Cl+NaHCO3↓
2NaHCO3
10.工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下图所示:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______吸收。
a.浓硫酸 b.稀硝酸
c.NaOH溶液 d.氨水
(2)稀硫酸浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈血红色,说明溶液中存在________(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是________(注明试剂、现象)。
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)气体A中的大气污染物为SO2,可以用NaOH溶液、氨水吸收。(2)滴加KSCN溶液后呈血红色,说明溶液中存在Fe3+,检验溶液中还存在Fe2+时,可以利用Fe2+的还原性,加入酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去。(3)图示中可利用铝热反应由泡铜冶炼粗铜。
答案:(1)cd (2)Fe3+ 取少量溶液,滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去
(3)3Cu2O+2Al
课时跟踪检测(二十三) 化学是社会可持续发展的基础
一、单项选择题
1.化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是( )
A.CO2属于大气污染物
B.酸雨是pH小于7的雨水
C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
解析:选D SO2及氮的氧化物是导致酸雨形成的主要物质,而CO2是造成温室效应的主要物质;CO2无毒,不属于大气污染物;酸雨是pH小于5.6的降水。
2.(福建高考)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是( )
A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C.节能减排符合低碳经济的要求
D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
解析:选A N2不属于温室气体,A项错误;清洁能源使用中不会产生SO2、NOx等气体,B项正确;可燃冰是一种能源,D项正确。
3.近年来,建筑装潢材料进入家庭,调查发现经过装修的居室中由装潢材料缓慢释放出来的化学污染物浓度过高,影响健康。这些污染物中最常见的是( )
A.CO B.SO2
C.甲醛、甲苯等有机物蒸气 D.臭氧
解析:选C 各种树脂、油漆、乳胶、涂料、黏合剂等大量释放出甲醛。装修中使用的各种溶剂、黏合剂可造成苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯等挥发性有机物污染。
4.人们从自然界的石英沙中制取粗硅的反应是( )
A.SiO2+2CO
B.Si+O2
C.SiO2+2H2
D.SiO2+2C
解析:选D 焦炭和石英沙(主要成分为SiO2) 在高温下反应可制得粗硅,D正确。
5.酸雨形成的主要原因是 ( )
A.森林乱伐,破坏生态平衡
B.工业上大量含S燃料燃烧
C.制H2SO4厂排出大量尾气
D.汽车尾气的排放
解析:选B A项,森林乱伐,破坏生态平衡,与酸雨的形成无关,因不能生成二氧化硫、氮氧化物,错误;B项,工业上大量含S燃料燃烧,可导致二氧化硫的排放,形成酸雨,正确;C项,硫酸厂排放的含硫的废气能形成酸雨,但不是大量酸雨形成的主要原因,错误;D项,汽车排放的尾气主要成分是氮氧化物,一氧化碳等,氮氧化物可以发生反应生成硝酸,是形成酸雨的原因,但不是主要原因,错误。
二、不定项选择题
6.下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是( )
A.形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物
B.大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气
C.绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理
D.水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的
解析:选C A项,形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物,正确;B项,大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气,正确;C项,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影响,错误;D项,水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的,正确。
7.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无
解析:选B FeCl3可以将铁、铜氧化。由于铁比铜活泼,向FeCl3溶液中加入铁粉和铜粉时,铁粉先与Fe3+反应,待反应完后,铜粉再与Fe3+反应,因此不可能出现有铁无铜的结果,因而选B。
8.绿色化学是从源头上防止污染产生或将化学过程对环境的负面影响降低到最低限度。不仅化工生产应遵循绿色化学的原则,化学实验也应遵循绿色化学的原则,实现原料和过程的绿色化。下列实验遵循绿色化学原则的是 ( )
A.用过量的氯气进行性质实验
B.用双氧水代替高锰酸钾制氧气
C.用碘水代替溴水进行萃取实验
D.用铜粉代替铜丝进行Cu和浓HNO3的反应
解析:选BC A项,用过量的氯气进行性质实验,Cl2会造成环境污染,错误;B项,高锰酸钾分解除生成O2外,还产生锰酸钾、二氧化锰,双氧水分解产生H2O和O2,不需要加热,节约能源,产生的水不污染环境,转化成了期望的产品,实现了绿色化学理念,正确;C项,用碘水代替溴水进行萃取实验,由于溴单质容易挥发碘不易挥发,因此可防止环境污染,正确;D项,用铜粉代替铜丝进行Cu和浓HNO3的反应,会使反应速率加快,产生更多NO2,对环境造成的污染更严重,错误。
三、非选择题
9.飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物,颗粒很小(直径小于10-7 m),不易沉降(可漂浮数小时甚至数年),它与空气中的SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,使空气酸度增加,形成酸雨。
(1)飘尘所起的主要作用是________。
A.氧化作用 B.还原作用
C.吸附作用 D.催化作用
(2)由题意,试写出形成酸雨的两个化学方程式:__________________________,________________________________________________________________________。
(3)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气含有氮氧化物,全世界每年排放量约5×107 kg,NO2溶于水生成________酸。
(4)酸雨可导致下列哪种危害________。
A.腐蚀建筑物 B.导致树木枯萎
C.造成洪涝灾害 D.恶化人类环境
(5)为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料中的硫化物进行________,对废气中的氮氧化物进行________。
解析:酸雨的形成主要是由SO2和NOx引起的,SO2在飘尘和微生物的催化下,被氧化成SO3,SO3溶于水形成酸雨。
答案:(1)D (2)2SO2+O2
SO3+H2O===H2SO4
(3)硝 (4)ABD (5)脱硫处理 吸收利用
10.印刷电路板是由塑料和铜箔复合而成的,制印刷电路时要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”生成CuCl2和FeCl2,其反应的化学方程式为Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2。
(1)请在化学方程式中标出电子转移的方向和数目。
(2)该反应的氧化剂是_____________________________________________________。
(3)写出FeCl3的电离方程式__________________________________________________。
(4)使用过的腐蚀液会失效,但还可以回收利用,其中有一步需要将Fe2+转化为Fe3+,下列试剂能实现上述变化的是________(填字母)。
A.氯气 B.铁
C.铜 D.稀硫酸
解析:使用过的腐蚀液中含有CuCl2、FeCl2和FeCl3,要想回收FeCl3溶液,首先要加入足量的铁粉将Cu2+转化为Cu,过滤后通入足量氯气将Fe2+氧化为Fe3+。
答案:
(2)FeCl3 (3)FeCl3===Fe3++3Cl- (4)A
一、单项选择题
1.下列生产工艺不能体现“绿色化学”思想的是( )
A.海水提镁:用电解MgCl2(熔融)产生的Cl2制取盐酸
B.工业制硫酸:提高尾气排放的烟囱高度
C.工业制胆矾:使用稀硫酸、双氧水溶解铜
D.火力发电:在燃煤中加入适量生石灰
解析:选B A项,用电解MgCl2(熔融)产生的Cl2制取盐酸,实现有毒气体的利用,减少污染,能体现“绿色化学”思想;B项,工业制硫酸中提高排放尾气的烟囱高度,不能减少尾气的排放,不能体现“绿色化学”思想;C项,工业制胆矾采用稀硫酸、双氧水溶解铜,不仅可以减少尾气排放,且提高了硫酸的利用率,能体现“绿色化学”思想;D项,火力发电时,在燃煤中加入适量生石灰,可以减少SO2的排放,能体现“绿色化学”思想。
2.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是( )
①加快化石燃料的开采与使用;②研发易降解的生物农药;③应用高效洁净的能源转化技术;④田间焚烧秸秆;⑤推广使用节能环保材料。
A.①③⑤ B.②③⑤
C.①②④ D.②④⑤
解析:选B 加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排,田间焚烧秸秆会污染环境,故选B。
3.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )
选项 | 氧化物 | 环境问题 | 主要来源 |
A | CO2 | 酸雨 | 化石燃料的燃烧 |
B | SO2 | 光化学烟雾 | 汽车尾气的排放 |
C | NO2 | 温室效应 | 工厂废气的排放 |
D | CO | CO中毒 | 燃料的不完全燃烧 |
解析:选D A中,CO2对应的环境问题是温室效应;B中,SO2对应的环境问题是酸雨,主要来源于煤的燃烧和硫酸厂排放的废气;C中,NO2对应的环境问题是酸雨及光化学烟雾,主要来源于汽车尾气的排放。
4.根据“绿色化学”的思想,某化学家设计了下列化学反应步骤:
①CaBr2+H2O
②2HBr+Hg
③HgBr2+CaO
④2HgO
该方案的相关叙述正确的是( )
A.该实验的目的是制取HBr
B.该过程的副产品是Hg
C.该过程得到的气体只有H2
D.该过程的本质是水的分解
解析:选D 将题给四个化学方程式相加可得:2H2O===2H2↑+O2↑,而CaBr2、Hg是该反应的催化剂,HBr、HgBr2、HgO只是中间产物,因此正确的选项是D。
5.环境污染已成为人类社会面临的重大威胁,各种污染数不胜数。下列名词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.②⑨ B.⑦⑧
C.⑥⑦⑧ D.②⑤⑦
解析:选B 潮汐是涨潮落潮引起的一种自然现象,大脖子病是碘缺乏引起的疾病,这两个名词与环境污染无关。①CO2和CH4引起温室效应。②海水水体的富营养化会引起赤潮。③氮和硫的氧化物引起酸雨。④氮的氧化物和碳氢化合物引起光化学烟雾。⑤氟氯烃的排放引起臭氧层空洞。⑥一些重金属离子引起水俣病。⑨含氮、含磷化合物的过多排放引起水华。
二、不定项选择题
6.燃煤发电厂的废气中有SO2,是形成酸雨的罪魁之一。处理SO2一般用生石灰或类似物质来吸收。下图是处理该废气的装置示意图。
下列说法不正确的是( )
A.此过程中既有分解反应,也有化合反应,没有发生氧化还原反应
B.CaSO4既是氧化产物,又是还原产物
C.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
D.理论上整个过程每转移电子1 mol,会对应生成1 mol CO2
解析:选AD A项,碳酸钙受热分解成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙和氧气反应生成硫酸钙,分别是分解反应、化合反应、化合反应,其中亚硫酸钙和氧气的反应是氧化还原反应,错误;B项,亚硫酸钙和氧气反应生成硫酸钙,硫酸钙既是氧化产物又是还原产物,正确;C项,此过程可以吸收二氧化硫,减少酸雨的形成,正确;D项,根据反应找到关系CO2~CaCO3~CaSO3~
7.在绿色化学工艺中,理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物。如用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3,欲使原子利用率达到最高,还需要的反应物是( )
A.H2和CO2 B.CO2和H2O
C.CO和CH3OH D.CH3OH和H2
解析:选C 将CH3C≡CH完全转化为CH2===C(CH3)COOCH3,则应发生加成反应,比较CH3C≡CH与产物的结构简式,根据质量守恒定律可知,CH3C≡CH应加成的物质是CO和CH3OH。
8.为解决日益加剧的温室效应等问题,科学家正在研究建立如下图所示的二氧化碳新循环体系:
上述关系图能反映的化学观点或化学思想有 ( )
①化学变化中元素种类是守恒的 ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能 ③光能或电能可以转化为化学能 ④无机物和有机物可以相互转化 ⑤二氧化碳也是一种重要的
资源
A.①②③ B.①②④⑤
C.①④⑤ D.①②③④⑤
解析:选D ①化学变化中原子个数不变,元素种类不变,因此元素种类是守恒的,正确;②物质燃烧时发生化学反应,常常会产生大量的热,有时会有光,因此化学能可以转化为热能和光能,正确;③光能或电能也可以转化为化学能,正确;④有机物燃烧能够转化为无机物,无机物如二氧化碳和水在光照射时,在叶绿体内通过光合作用也可以转化为有机物,因此无机物和有机物可以相互转化,正确;⑤二氧化碳可以制取纯碱、尿素、植物的光合作用,因此也是一种重要的资源,正确。
三、非选择题
9.汽车已经成为重要的交通工具,但其排放的尾气是空气的主要污染物之一。已知汽车尾气中的主要污染物有:CmHn(烃)、SO2、NOx、CO和C等,请回答下列有关问题。
(1)若用CmHn表示汽油的主要组成,CmHn在空气中完全燃烧的化学方程式为________________________________________________________________________,
汽油燃烧产生能量为汽车提供了动力,这一过程中能量的转化是由________能转化为________能,最终转化为机械能。
(2)通过车用燃油的精炼加工处理,可减少汽车尾气中的______________(填化学式)排放。
(3)目前汽车尾气多采用催化转化的方法加以治理,写出在催化剂作用下NOx与CO反应的化学方程式:__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)CmHn在空气中完全燃烧的化学方程式为CmHn+
(2)精炼汽油可以减少其中硫的含量从而减少二氧化硫的排放量。
(3)汽车尾气处理,应该把有毒的转化为无毒的,根据氧化还原反应,NOx和CO的产物应该是N2、CO2,然后配平即可。
答案:(1)CmHn+
(3)2NOx+2xCO
10.20世纪90年代初,国际上提出了“预防污染”这一新概念。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)下列各项属于“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,某省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。甲、乙、丙三位学生分别设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
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?__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)CO2的含量增多时会造成“温室效应”,________________________________等气体也是造成“温室效应”的常见气体。
解析:(1)根据题干描述:绿色化学是“预防污染”的根本手段,因此应从“源头”上杜绝。(3)丙方案中的第③步由于汞的沸点低,易挥发、有毒,因此会造成环境污染。(4)造成温室效应的气体主要是CO2,气态烃类、氟氯烃等也会产生温室效应。
答案:(1)D (2)BD (3)丙方案的第③步 增加冷凝回收装置 (4)CH4等烃类化合物、氟氯烃
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