化学信息题专项训练试题

化学信息题专项训练试题一、选择题（每小题4分，共40分）2024年诺贝尔化学奖授予了量子点研究领域的科学家。量子点是由半导体材料制成的纳米颗粒，其直径通常在1-10纳米之间。已知某量子点的化学式为CdSe，下列关于该量子点的说法正确的是（）A.属于有机化合物B.具有固定的熔沸点C.纳米尺度下表现出量子confinement效应D.可通过过滤的方法与水分离工业上利用甲烷催化重整制备合成气的反应为：CH₄(g)+H₂O(g)⇌CO(g)+3H₂(g)ΔH=+206kJ/mol。在恒容密闭容器中达到平衡后，下列措施能提高甲烷转化率的是（）A.加入催化剂B.降低温度C.充入惰性气体ArD.增加水蒸气浓度某种新型二次电池的工作原理如图所示，其中电极材料为LiCoO₂和石墨，电解质为LiPF₆的有机溶液。下列说法错误的是（）A.放电时Li⁺向正极移动B.充电时阳极反应式为：LiCoO₂-e⁻=Li₁₋ₓCoO₂+xLi⁺C.该电池工作时可将化学能全部转化为电能D.若用该电池电解饱和食盐水，理论上每消耗1molLi转移1mol电子已知25℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下表：弱酸CH₃COOHH₂CO₃HClOH₂SO₃Ka₁1.8×10⁻⁵4.3×10⁻⁷3.0×10⁻⁸1.5×10⁻²Ka₂-5.6×10⁻¹¹-1.0×10⁻⁷下列离子方程式书写正确的是（）A.向次氯酸钠溶液中通入少量CO₂：2ClO⁻+CO₂+H₂O=2HClO+CO₃²⁻B.向碳酸钠溶液中滴加少量氯水：2CO₃²⁻+Cl₂+H₂O=2HCO₃⁻+Cl⁻+ClO⁻C.向亚硫酸钠溶液中通入少量Cl₂：SO₃²⁻+Cl₂+H₂O=SO₄²⁻+2Cl⁻+2H⁺D.向醋酸钠溶液中通入少量CO₂：2CH₃COO⁻+CO₂+H₂O=2CH₃COOH+CO₃²⁻某科研团队开发了一种新型光电催化反应器，利用太阳能分解水制氢，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（）A.该装置将电能转化为化学能B.电极A为阳极，发生氧化反应C.电极B的反应式为：2H₂O-4e⁻=O₂↑+4H⁺D.标准状况下，每产生22.4LH₂，转移电子数为4Nₐ化合物M的结构简式如图所示，下列关于M的说法正确的是（）A.分子式为C₁₄H₁₈O₄B.能发生取代反应、加成反应和消去反应C.分子中含有3种官能团D.1molM最多能与3molNaOH反应实验室用如图所示装置制备并收集气体，其中合理的是（）A.用装置甲制备NH₃B.用装置乙制备Cl₂C.用装置丙收集NOD.用装置丁收集SO₂短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有2个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是（）A.原子半径：r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X)B.简单氢化物的稳定性：X>W>ZC.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>WD.X的单质与Y的单质反应只能生成一种化合物下列实验操作、现象和结论均正确的是（）A.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红，证明原溶液中含有Fe³⁺B.向某溶液中加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀，证明原溶液中含有SO₄²⁻C.向某溶液中加入稀盐酸，产生无色气体，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明原溶液中含有CO₃²⁻D.向某溶液中加入NaOH溶液并加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，证明原溶液中含有NH₄⁺已知反应：2NO(g)+2H₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)ΔH=-752kJ/mol。在一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molNO和2molH₂，测得H₂O的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是（）A.0-3min内，v(NO)=0.1mol/(L·min)B.该反应的平衡常数K=64C.升高温度，平衡常数增大D.平衡后再充入1molNO和1molH₂，再次平衡时NO的转化率增大二、非选择题（共60分）（14分）某研究小组以废旧锂电池正极材料（主要成分为LiCoO₂，含少量Al、Cu、Fe等杂质）为原料，回收钴和锂的工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”时，LiCoO₂发生反应的化学方程式为______，为提高浸出率，可采取的措施有______（任写一条）。（2）“除铝”时，调节pH的范围为______，发生反应的离子方程式为______。（3）“萃取”时，有机相的主要成分为______，萃取分液后，Co²⁺在______（填“有机相”或“水相”）中。（4）“沉钴”时，若c(Co²⁺)=0.1mol/L，当pH=9时，Co²⁺是否沉淀完全？（填“是”或“否”），已知Ksp[Co(OH)₂]=2.0×10⁻¹⁵。（5）“沉锂”时，发生反应的离子方程式为，若得到Li₂CO₃的质量为1.48g，则该流程中锂的回收率为______。（14分）化合物G是一种新型抗肿瘤药物，其合成路线如下：已知：①R-CHO+R'CH₂CHO$\xrightarrow[\Delta]{NaOH溶液}$RCH=CHCHO+H₂O②R-COOH$\xrightarrow{SOCl₂}$R-COCl③回答下列问题：（1）A的化学名称为______，B中官能团的名称为______。（2）反应①的反应类型为______，反应②的化学方程式为______。（3）C的结构简式为______，D的核磁共振氢谱中有______组峰。（4）E与足量NaOH溶液反应的化学方程式为______。（5）符合下列条件的B的同分异构体有______种，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积比为1:2:2:3的结构简式为______。①能发生银镜反应；②能与FeCl₃溶液发生显色反应；③苯环上有两个取代基。（6）参照上述合成路线，以苯甲醛和乙醇为原料，设计合成肉桂酸乙酯（）的路线______（无机试剂任选）。（16分）某实验小组用如图所示装置探究SO₂的性质及制备。回答下列问题：（1）装置A中发生反应的化学方程式为______，仪器a的名称为______。（2）装置B的作用是______，装置C中观察到的现象是______。（3）装置D中发生反应的离子方程式为______，装置E中观察到的现象是______。（4）装置F的作用是______，发生反应的离子方程式为______。（5）实验结束后，为检验装置A中是否有残留的H₂SO₄，可选用的试剂是______（填字母）。A.BaCl₂溶液B.Na₂CO₃溶液C.pH试纸D.品红溶液（6）若实验中消耗了12.6gNa₂SO₃，理论上可生成SO₂的体积（标准状况）为______L，若实际得到的SO₂体积为2.24L，则SO₂的产率为______。（16分）氮及其化合物在生产生活中具有重要作用。回答下列问题：（1）已知：①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)ΔH₁=+180.5kJ/mol②2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)ΔH₂=-114.1kJ/mol③3NO₂(g)+H₂O(l)=2HNO₃(aq)+NO(g)ΔH₃=-136.2kJ/mol则反应3N₂(g)+5O₂(g)+2H₂O(l)=4HNO₃(aq)+2NO(g)的ΔH=kJ/mol。（2）在一定温度下，向恒容密闭容器中充入NO₂，发生反应2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)ΔH<0。下列说法正确的是（填字母）。A.该反应的平衡常数表达式为K=c(N₂O₄)/c²(NO₂)B.升高温度，平衡向正反应方向移动C.增大NO₂的浓度，平衡常数增大D.若容器内气体的密度不再变化，则反应达到平衡状态（3）工业上用氨气催化氧化法制备硝酸，写出该反应的化学方程式______，若有1molNH₃参与反应，转移电子的物质的量为______mol。（4）常温下，将0.1mol/L的氨水与0.1mol/L的盐酸等体积混合，所得溶液的pH______7（填“>”“<”或“=”），溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______。（5）用如图所示装置电解NO制备NH₄NO₃，阳极的电极反应式为______，若电解过程中转移了2mol电子，则生成NH₄NO₃的质量为______g。参考答案及解析一、选择题C【解析】CdSe是由金属元素和非金属元素组成的无机化合物，A错误；量子点为纳米颗粒，属于混合物，没有固定的熔沸点，B错误；纳米尺度下，电子运动受到限制，表现出量子confinement效应，C正确；量子点直径在1-10纳米之间，可透过滤纸，不能用过滤的方法与水分离，D错误。D【解析】催化剂不影响平衡移动，A错误；该反应为吸热反应，降低温度平衡逆向移动，甲烷转化率降低，B错误；恒容条件下充入惰性气体，各物质浓度不变，平衡不移动，C错误；增加水蒸气浓度，平衡正向移动，甲烷转化率提高，D正确。C【解析】放电时，阳离子向正极移动，A正确；充电时阳极发生氧化反应，LiCoO₂失去电子生成Li₁₋ₓCoO₂，B正确；电池工作时化学能不可能全部转化为电能，还有部分转化为热能，C错误；Li失去1个电子生成Li⁺，则每消耗1molLi转移1mol电子，D正确。B【解析】根据电离平衡常数可知酸性：H₂CO₃>HClO>HCO₃⁻，则向次氯酸钠溶液中通入少量CO₂应生成HClO和HCO₃⁻，A错误；酸性：HCl>H₂CO₃>HClO>HCO₃⁻，向碳酸钠溶液中滴加少量氯水，Cl₂先与水反应生成HCl和HClO，HCl与CO₃²⁻反应生成HCO₃⁻，HClO与CO₃²⁻反应生成HCO₃⁻和ClO⁻，B正确；向亚硫酸钠溶液中通入少量Cl₂，Cl₂与SO₃²⁻反应生成SO₄²⁻和Cl⁻，同时生成H⁺，H⁺与过量的SO₃²⁻反应生成HSO₃⁻，正确的离子方程式为3SO₃²⁻+Cl₂+H₂O=SO₄²⁻+2Cl⁻+2HSO₃⁻，C错误；酸性：CH₃COOH>H₂CO₃>HCO₃⁻，则向醋酸钠溶液中通入CO₂不反应，D错误。B【解析】该装置利用太阳能分解水，将太阳能转化为化学能，A错误；电极A上H₂O转化为O₂，发生氧化反应，为阳极，B正确；电极B为阴极，H⁺得电子生成H₂，电极反应式为2H⁺+2e⁻=H₂↑，C错误；标准状况下，每产生22.4LH₂（1mol），转移电子数为2Nₐ，D错误。C【解析】根据结构简式可知分子式为C₁₄H₁₆O₄，A错误；该分子中含有酯基、羟基和羧基，能发生取代反应、加成反应，但羟基邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应，B错误；分子中含有酯基、羟基和羧基3种官能团，C正确；1molM中含有2mol酯基和1mol羧基，最多能与3molNaOH反应，D正确。D【解析】氯化铵分解生成的NH₃和HCl在试管口又会化合生成氯化铵，不能用装置甲制备NH₃，A错误；浓盐酸与二氧化锰反应需要加热，装置乙没有加热装置，B错误；NO能与空气中的O₂反应，不能用排空气法收集，C错误；SO₂密度比空气大，可用向上排空气法收集，D正确。A【解析】X是地壳中含量最多的元素，X为O；Y原子的最外层有2个电子，原子序数大于O，Y为Mg；Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，Z为Si；W与X位于同一主族，W为S。原子半径：r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O)，A正确；简单氢化物的稳定性：H₂O>H₂S>SiH₄，B错误；最高价氧化物对应水化物的酸性：H₂SO₄>H₂SiO₃，C错误；O₂与Mg反应可生成MgO和Mg₂O，D错误。AD【解析】Fe³⁺与KSCN溶液反应生成血红色物质，A正确；白色沉淀可能为AgCl，应先加盐酸酸化，排除Ag⁺干扰，B错误；无色气体可能为CO₂或SO₂，原溶液中可能含有CO₃²⁻、HCO₃⁻、SO₃²⁻或HSO₃⁻，C错误；NH₄⁺与NaOH溶液共热生成NH₃，NH₃能使湿润红色石蕊试纸变蓝，D正确。B【解析】0-3min内，n(H₂O)=1.2mol，则v(H₂O)=1.2mol/(2L×3min)=0.2mol/(L·min)，v(NO)=v(H₂O)=0.2mol/(L·min)，A错误；平衡时n(H₂O)=1.6mol，则n(NO)=2mol-1.6mol=0.4mol，n(H₂)=2mol-0.8mol=1.2mol，n(N₂)=0.8mol，K=[c(N₂)·c²(H₂O)]/[c²(NO)·c²(H₂)]=(0.4×0.8²)/(0.2²×0.6²)=64，B正确；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，C错误；平衡后再充入1molNO和1molH₂，相当于增大压强，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D错误。二、非选择题（1）2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O；适当升高温度（或增大硫酸浓度、搅拌等）（2）4.7-6.7；Al³⁺+3OH⁻=Al(OH)₃↓（3）P204（或磷酸二异辛酯）；有机相（4）是；c(Co²⁺)=Ksp[Co(OH)₂]/c²(OH⁻)=2.0×10⁻¹⁵/(10⁻⁵)²=2.0×10⁻⁵mol/L<10⁻⁵mol/L，沉淀完全（5）2Li⁺+CO₃²⁻=Li₂CO₃↓；80%（1）苯甲醛