2022-2023学年重庆市巴蜀中学校高三上学期适应性月考卷(二)化学试题含解析
展开重庆市巴蜀中学校2022-2023学年高三上学期适应性月考卷(二)化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与科技、生产、生活有密切的关系,下列叙述不正确的是
A.我国海洋开发走向“深蓝时代”,大型舰船的底部常镶嵌锌块做负极,防止船底腐蚀
B.“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。丝绸的主要成分是蛋白质,属于高分子化合物
C.在碳中和研究中,选择合适的催化剂将氧化为甲酸等液体燃料
D.我国自主研发的“东方超环”(人造太阳)所应用的氕、氘、氚互为同位素
【答案】C
【详解】A.船底镶嵌锌块做负极,形成原电池,采用牺牲阳极的阴极保护法,防止船底腐蚀,A正确;
B.丝绸主要成分是蛋白质,蛋白质属于高分子化合物,B正确;
C.催化剂用于改变反应速率,且CO2被还原为甲酸等液体燃料,而非氧化,C错误;
D.氕、氘、氚分别为、、,互为同位素,D正确;
故答案选C。
2.设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.0.5mol苯中含有碳碳双键的数目为
B.20g重水()中含有的质子数目为
C.标准状况下,11.2L己烷中含有的分子数为
D.常温下,5.6g铁粉与足量浓硝酸反应,转移的电子数为
【答案】B
【详解】A.苯分子中碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的键,不存在碳碳双键,无法求算数目,故A错误;
B. 20g重水()中含有的质子数目为,故B正确;
C. 标准状况下,己烷是液体,无法求算含有的分子数,故C错误;
D. 常温下,铁粉与浓硝酸会钝化,无法求转移的电子数目,故D错误;
故答案为:B。
3.下列性质的比较,强弱关系正确且能用元素周期律解释的是
A.酸性: B.碱性:
C.热稳定性: D.沸点:
【答案】C
【分析】根据元素周期律,在元素周期表中,同周期从右至左,同主族从上到下,元素的金属性增强,元素的单质还原性增强,最高价氧化物对应的水化物(氢氧化物)的碱性增强;同周期从左至右,同主族从下到上,元素的非金属性增强,元素的单质氧化性增强,简单氢化物的稳定性增强,最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性增强;据此回答。
【详解】A.H2SO3中S元素为+4价,不是最高价,酸性强弱关系不能用元素周期律解释,故A不符合题意;
B.第三周期的金属元素从左至右依次是Na、Mg、Al,金属性逐渐减弱,最高价氧化物的水化物的碱性也逐渐减弱,碱性顺序应为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故B不符合题意;
C.O、S、P三种元素在周期表中的相对位置如图,根据元素周期律,非金属性O>S>P,简单氢化物的热稳定性顺序为H2O>H2S>PH3,故C符合题意;
D.氢化物的沸点取决于分子间作用力的强弱,不能用元素周期律解释,故D不符合题意;答案选C。
4.拉希法制备肼()的主要反应为。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.中子数为18的氯原子: B.的电子式:
C.的空间充填模型: D.Cl的原子结构示意图:
【答案】D
【详解】A.中质子数为18,质量数为35,则中子数为35-18=17,故A错误;
B.的电子式为:,故B错误;
C.是的球棍模型,故C错误;
D.Cl的原子结构示意图为 ,故D正确;
故选D。
5.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.0.1mol/L碳酸氢钠溶液中:、、、
B.能使甲基橙变红的透明溶液中:、、、
C.水电离的溶液中:、、、
D.的溶液中:、、、
【答案】B
【分析】根据离子反应的条件,生成沉淀、气体、配合物、弱电解质等不能大量共存进行判断;
【详解】A.碳酸氢根离子会与三价铁发生双水解而不能共存;
B.能使甲基橙变红的溶液显酸性,其中离子都不反应,故能大量共存;
C.水电离出的氢离子小于10-7mol/L,说明溶液可能是酸性也可能是碱性,当碱性条件下,铵根离子和氢氧根离子发生反应,故不能大量共存;
D.三价铁和SCN-发生反应生成配合物,故不能大量共存;
故选答案B。
【点睛】此题考查离子反应的应用离子共存问题,注意隐含条件的判断。
6.辅导小组进行实验,能达到实验目的的是
A.比较Mg、Al的活泼性
B.证明非金属性:N>C>Si
C.验证甲烷与氯气在光照下发生化学反应
D.探究催化剂对反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.Mg、Al中,只有Al能与氢氧化钠溶液反应,作电池的负极,不能比较Mg、Al的活泼性,故A错误;
B.硝酸具有挥发性,可直接和硅酸钠溶液反应,不能验证碳酸的酸性比硅酸强,故不能证明非金属性:N>C>Si,故B错误;
C.该实验中甲烷和氯气在光照条件下反应,可验证甲烷与氯气在光照下发生化学反应,故C正确;
D.实验中H2O2的浓度不一样,无法判断是二氧化锰还是浓度对反应速率的影响,故D错误;
故选C。
7.制备铁触媒的主要原料三草酸合铁酸钾可在光照下发生分解:。中每个配体中两个单键氧向中心配位,下列说法错误的是
A.的基态价电子排布图为
B.中O原子的杂化方式为
C.的中心离子的配位数为6
D.分子中键和键数目比为1:1
【答案】A
【详解】A.Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,则Fe3+的基态价电子排布图为,故A错误;
B. 中O原子含有2个单键和2个孤电子对,故杂化方式为,故B正确;
C.中Fe提供空轨道,每个配体中两个单键氧向中心Fe3+配位,则铁离子的配位数为6,故C正确;
D.CO2的结构式为O=C=O,双键中有1个σ键和1个π键,所以CO2分子中有2个σ键和2个π键,σ键和π键的数目比为1:1,故D正确;
故选A。
8.一种药物中间体的结构如图所示,其中W、R、X、Y、Z为1~20号元素且原子序数依次增大,其中X与Y最外层电子数目相同,Z和W的最外层电子数目相同。下列叙述错误的是
A.简单离子半径:X<Z<Y
B.W与Y形成的二元化合物能促进水的电离
C.该物质中R、X、Y、Z均满足最外层8电子构型
D.X分别与W、R、Y、Z元素均可以形成2种或以上的化合物
【答案】B
【分析】W、R、X、Y、Z为1~20号元素且原子序数依次增大,X与Y最外层电子数目相同,Z和W的最外层电子数目相同,结合元素的价键可知X为O,Y为S,Z为K,W为H,R为C。
【详解】A.简单离子半径:O2-<K+<S2-,选项A正确;
B.W与Y形成的二元化合物H2S为弱酸,抑制水的电离,选项B错误;
C.该物质中C、O、S、K均满足最外层8电子构型,选项C正确;
D.X分别与W、R、Y、Z元素均可以形成2种或以上的化合物H2O、H2O2、CO、CO2、SO2、SO3、K2O、K2O2等,选项D正确;
答案选B。
9.CalebinA可用于治疗阿尔茨海默症,在其合成过程中有如图所示物质转化过程:
下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是
A.与发生加成反应,1mol X最多消耗4mol 、1mol Z最多消耗3mol
B.X、Y均不存在顺反异构体,也不存在手性碳原子
C.X、Y和Z的分子中,均含有2种含氧官能团
D.可用银氨溶液检验Z中是否混有X
【答案】D
【详解】A.Z中能与发生加成反应的为苯环、羰基,则1mol Z最多可与4mol发生加成反应,故A错误;
B.手性碳原子连结4个不同的原子或原子团,X、Y中连结两个醚键的碳原子均为手性碳原子,故B错误;
C.Z的分子中含有醚键、羟基、羰基,共含有3种含氧官能团,故C错误;
D.X中含有醛基,可与银氨溶液发生银镜反应,则可用银氨溶液检验Z中是否混有X,故D正确;
答案选D。
10.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向盛有饱和溶液的试管中滴加稀盐酸
溶液变浑浊且有气体生成
说明生成了S和
B
向饱和食盐水中通入氨气至饱和后,再通入过量二氧化碳
溶液变浑浊
析出了
C
加热无水乙醇和浓的混合液至170℃,将气体通入酸性溶液
红色褪去
乙醇发生了消去反应生成了乙烯
D
室温下,用pH试纸测定浓度均为0.1mol/L的溶液、溶液的pH
NaClO溶液的pH较大
酸性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.溶液中滴加稀盐酸发生的反应为+2HCl=2NaCl+H2O+S↓+SO2↑,可观察到溶液变浑浊且有气体生成,但生成的气体是SO2,而不是,故A错误;
B.饱和食盐水中含有较多的Na+,通入氨气和二氧化碳后产生较多的,析出晶体,故B正确;
C.无水乙醇容易挥发,加热无水乙醇和浓的混合液至170℃,产生的乙烯气体中含有挥发出的乙醇,而乙烯、乙醇都能使酸性溶液褪色,因此酸性溶液褪色不能说明乙醇发生了消去反应,故C错误;
D.溶液可使pH试纸褪色,可用pH计测定盐溶液的pH,故D错误;
答案选B。
11.橙子辅导组在丁烷脱氢制丁烯的研究上取得了重大的突破,利用计算机技术测得在催化剂表面的反应历程如图所示,其中催化剂表面上的物种用*标注,TS表示过渡态物质。下列说法错误的是
A.该历程中决速步骤为
B.该反应在任意温度下均可自发进行
C.催化剂起到降低反应活化能,加快反应速率的作用
D.该历程中伴随着极性键断裂与非极性键的形成
【答案】B
【详解】A.反应的决速步骤为反应最慢的一步或者能垒最大的一步,由图可知能垒最大的决速步为,故A正确;
B.由图可知,生成物的总能量大于反应物的总能量,因此丁烷脱氢制丁烯为吸热反应,反应后气体分子数由一个增加为两个,混乱程度增加,反应为熵增反应,故为高温自发进行,故B错误;
C.加入催化剂可以降低反应活化能,故加快反应速率,故C正确;
D.从反应过程中可以确定反应过程中存在着碳氢键极性键断裂,氢氢键非极性键形成,故D正确;
故选B。
12.用如图甲所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定具支锥形瓶中压强(p)随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如图乙和丙所示,下列说法不正确的是
A.整个过程中,负极电极反应式均为
B.时,压强增大主要是因为产生了
C.时,不发生析氢腐蚀,只发生吸氧腐蚀
D.时,正极电极反应式为
【答案】C
【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀,产生氢气,会导致锥形瓶内压强增大;若介质的酸性很弱或呈中性,并且有氧气参与,此时Fe就会发生吸氧腐蚀,吸收氧气,会导致锥形瓶内压强减小。
【详解】A.锥形瓶内Fe粉和C粉构成了原电池,Fe粉作为原电池的负极,发生的电极反应式为,故A正确;
B.的溶液,酸性较强,因此锥形瓶中的Fe粉发生析氢腐蚀,产生氢气,会导致锥形瓶内压强增大,故B正确;
C.若时只发生吸氧腐蚀,则锥形瓶内的压强会有所下降,而图中时,锥形瓶内的压强几乎不变,说明除了吸氧腐蚀,Fe粉还发生了析氢腐蚀,消耗氧气的同时还产生了氢气,因此锥形瓶内压强几乎不变,故C错误;
D.由图可知,时,锥形瓶内溶解氧减少,且锥形瓶内气压减小,说明发生了消耗氧气的吸氧腐蚀,正极电极反应式为,故D正确;
答案选C。
13.微信山城学术圈刊登了一种电池,电解质为、和KOH,通过a和b两种离子交换膜将电解质溶液隔开(减少参加电极反应的离子的迁移更有利于放电),形成M、R、N三个电解质溶液区域,结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A.a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
B.电池放电后R区域的电解质溶液浓度增大
C.充电时,Zn电极反应为
D.放电时,消耗13g Zn,N区域电解质溶液减少32g
【答案】D
【分析】由图可知,该装置为原电池装置,Zn为负极,PbO2为正极,负极Zn转化为,消耗KOH,正极PbO2转化为PbSO4,消耗,则M、R、N区域的电解质分别为KOH、和,据此分析解答。
【详解】A.原电池工作时,负极发生,消耗,钾离子向正极移动;正极发生,正极消耗氢离子和,阴离子向负极移动,则a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,故A错误;
B.由分析可知,R区域的电解质为,电池放电后M区钾离子向正极移动,通过a膜进入R区,N区向负极移动,通过b膜进入R区,则R区域的电解质溶液浓度增大,故B错误;
C.充电时,Zn电极与电源的负极相连作阴极,发生转化为Zn的还原反应,电极反应为,故C错误;
D.13g Zn的物质的量为=0.2mol,根据负极反应,消耗13g Zn,转移0.4mol电子,再根据正极反应,N区域消耗0.8molH+、0.2mol,同时有0.2mol移向R区,则相当于减少0.4molH2SO4,同时生成0.4molH2O,则N区域实际减少质量为0.4mol98g/mol-0.4mol18g/mol=32g,故D正确;
答案选D。
二、多选题
14.某种含铜的催化剂可用于汽车尾气脱氨,催化机理如图所示。下列说法错误的是
A.状态①到状态②的变化为非氧化还原反应
B.中间产物在转化过程中铜元素化合价未发生改变
C.可加快脱氨速率,提高平衡转化率
D.根据催化机理可得出总化学方程式为
【答案】BC
【详解】A.由图可知,状态①到状态②的变化过程中,各种元素的化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,A正确;
B.由②→③发生反应,Cu由+2价变为+1价,B错误;
C.催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,不能改变转化率,C错误;
D.根据图示分析,反应中加入2NH3、2NO、O2,生成2N2、3H2O,该脱氮过程的总反应为,D正确;
故选BC。
三、工业流程题
15.工业上用废料制备的工艺流程如图所示:
已知:①废料中主要含有、、,其他杂质不参与反应;
②焙烧时,Mo元素转化为;
③浸取液中金属离子以、、形式存在;
④25℃时,的。
回答下列问题:
(1)Co元素在元素周期表中的位置是___________。已知Mo的核电荷数为42,Mo(IV)离子的价层电子排布式是___________。
(2)焙烧时,发生氧化反应的元素有___________(填元素符号)。标准状况下33.6L参与焙烧,完全反应时转移的电子的物质的量为___________。
(3)酸浸时,所用硫酸过量,则Mo元素发生转化的离子方程式为___________。
(4)在实验室进行操作I,所用到的玻璃仪器有___________。
(5)萃取“的原理是“”,水相2中存在的主要阳离子有___________,加入试剂X是___________(填名称),假定水相3中的浓度为c mo/L,且沉钴过程中加入沉淀剂固体后不考虑溶液体积变化,并忽略盐类的水解,当沉淀完全时,溶液中最小值的计算式为___________ mol/L(用含c的计算式表示)。
(6)在空气中加热10.98g ,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表。经测定,加热到210~320℃过程中的生成物只有和钴的氧化物,此过程发生反应的化学方程式为___________。
温度范围/℃
固体质量/g
150~210
8.82
210~320
4.82
890~920
4.50
【答案】(1) 第四周期VIII族 4d2
(2) Mo、S 6mol
(3)MO3+2H+=+H2O
(4)分液漏斗、烧杯
(5) H+、Al3+ 硫酸 (c-10-5)´2+0.8
(6)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
【分析】废料(主要含有CoS、Al2O3、MoS2)经过焙烧,再用硫酸酸浸焙烧的物质,各物质转化为Co2+、Al3+、;再用有机萃取剂萃取浸取液,并分液,进入有机相1,并通过系列转化,生成Mo的化合物;Co2+、Al3+进入到水相1,再用有机萃取剂2萃取水相1,并分液,Al3+进入到水相2,Co2+进入到有机相2;再向有机相2中加入试剂X,并分液,使Co2+进入到水相3中,再向水相3中加入草酸铵,得到CoC2O4⋅2H2O沉淀。
(1)
Co是27号元素,位于元素周期表中的第四周期VIII族;Mo的核电荷数为42,其核外电子排布式为[Kr]4d55s1,则Mo(IV)离子的价层电子排布式是4d2。
(2)
焙烧时,CoS和MoS2分别转化为CoO、MoO3和SO2,Mo和S的化合价升高,故发生氧化反应的元素有Mo、S;标况下,33.6L O2的物质的量是1.5mol,其参与焙烧,完全反应时转移的电子的物质的量为6mol。
(3)
酸浸时,MoO3转化为,该反应的离子方程式为MO3+2H+=+H2O。
(4)
由分析可知,操作I是萃取和分液,所用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。
(5)
由分析可知,水相1中含有Co2+和Al3+,用有机萃取剂2萃取水相1,发生反应Co2++H2RCoR+2H+,分液后,Al3+和H+进入到水相2中,则水相2中存在的主要阳离子有Al3+、H+;CoR进入到有机相2中,根据反应Co2++H2RCoR+2H+可知,试剂X是硫酸,增大溶液中c(H+),平衡逆向移动;当Co2+沉淀完全时,溶液中c(Co2+)=1´10-5mol/L,Ksp(CoC2O4)= c(Co2+)⋅c()=4´10-6,则溶液中c()=0.4mol/L,沉淀过程中,Δc(Co2+)=(c-1´10-5)mol/L,设溶液的体积为V L,沉淀过程中,所需(NH4)2C2O4的物质的量为[(c-1´10-5)+0.4]V mol,则溶液中c()最小值为=[(c-1´10-5)´2+0.8]mol/L。
(6)
10.98g CoC2O4⋅2H2O的物质的量为0.06mol,150~210℃过程中,固体重量减少为8.82g,质量变化量为10.98g-8.82g=2.16g,是因为该温度范围内CoC2O4⋅2H2O受热失去结晶水生成CoC2O4;与150~210℃过程相比,210~320℃过程的质量变化量为8.82g-4.82g=4g,且该过程的生成物只有CO2和钴的氧化物,由于n(CoC2O4)=0.06mol,根据C元素守恒可知,n(CO2)=0.12mol,则m(CO2)=0.12mol´44g/mol=5.28g>4g,说明210~320℃过程中,CoC2O4并非发生分解反应,考虑到Co2+具有还原性,因此该过程中CoC2O4和O2发生了氧化还原反应;n(Co)=n(CoC2O4)=0.06mol,则钴的氧化物中,n(O)==0.08mol,即钴的氧化物中,n(Co):n(O)=3:4,即该氧化物是Co3O4,则该过程发生反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。
16.纳米在催化剂应用方面具有突出作用,橙子辅导在进行的相关实验。
实验一:由铁粉制备。
(1)利用如图装置制备,试管中发生反应的化学方程式是___________,仪器a的名称为___________。
实验二:由铁泥按照如图甲实验流程制备纳米材料。
已知:①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在;
②在操作I中,相同条件下测得的产率与的关系如图乙所示。
(2)写出将A转化为B的离子方程式:___________。
(3)反应完成后,将剩余的A与B混合,混合前需要加热B一段时间,其加热的目的是___________;根据图乙可知,为使的产率最高,___________,由此计算A和B所含铁物质的物质的量之比为___________(结果用最简整数比表示)。
实验三:测定纳米材料的纯度
步骤1:称取一定量样品置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,加热使之完全溶解。
步骤2:向锥形瓶中滴加溶液,发生反应:Cr2O+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,恰好完全反应时,共消耗50.00mL溶液。
步骤3:将步骤2得到溶液配制成1000mL溶液,取该溶液1.00mL,稀释至25.6L,测得溶液的吸光度为0.7618。
已知:吸光度与溶液中铁离子含量(c)的标准曲线如图所示:
(4)步骤3中稀释溶液的原因是___________。
(5)经过上述测量和计算,样品中含有的杂质是___________,所取样品中的质量分数___________。(保留四位有效数字)
【答案】(1) 蒸发皿
(2)
(3) 去除剩余防止氧化为+2价Fe 1.75
(4)减少浓度,避免吸光过度
(5) FeO 87.88%
【分析】铁泥经过稀盐酸处理后加入适当过量铁粉,滤液A中含有Fe2+,加入NaOH和H2O2反应后浊液B中铁元素以FeOOH形式存在,浊液B中的FeOOH和滤液B中的Fe2+,结合反应环境,可写出反应的离子方程式为,了除去纳米Fe3O4中的浊液杂质,可用过滤、洗涤的方法进行分离,以此解答。
(1)
铁在高温下与水反应,生成四氧化三铁和氢气,反应方程式为:,仪器a的名称为蒸发皿。
(2)
由分析可知,浊液B中的FeOOH和滤液B中的Fe2+,结合反应环境,可写出反应的离子方程式为。
(3)
滤液B中含有过量的H2O2,混合前需要加热B一段时间,其加热的目的是去除剩余防止氧化为+2价Fe;由图可知,当的产率最高,1.75;已知浊液B中FeOOH的物质的量为amol,即Fe3+的物质的量为amol,滤液A中的铁元素的物质的量为bmol,则与浊液D中FeOOH反应的Fe2+的物质的量为(b-a)mol,由图象可知当Fe3O4的产率最高时,=1.75=,则A和B所含铁物质的物质的量之比为=。
(4)
浓度过高会导致吸光过度,步骤3中稀释溶液的原因是减少Fe3+浓度,避免吸光过度。
(5)
依据反应Cr2O+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O可知n(Fe2+)=4mol/L0.05L6=1.2mol,将步骤2得到溶液配制成1000mL溶液,取该溶液1.00mL,稀释至25.6L,测得溶液的吸光度为0.7618,对应的铁离子的含量为7mg/L,则25.6L稀释后的溶液中铁离子的含量为25.6L7mg/L=179.2mg=0.1792g,即1mL配制后的溶液中含铁离子0.1792g,则1000mL配制后的溶液中含铁离子179.2g,经过步骤2之后所得溶液中铁离子的物质的量为=3.2mol,样品中n(Fe2+):n(Fe3+)=3:8,而Fe3O4中n(Fe2+):n(Fe3+)=1:2,说明样品中还存在别的Fe2+存在,则样品中含有的杂质是FeO,设样品中Fe3O4(FeOFe2O3)的物质的量为xmol,FeO的物质的量为ymol,则有3x+y=3.2,x+y=1.2,解得:x=1、y=0.2,样品中Fe3O4的物质的量为1mol,FeO的物质的量为0.2mol,所取样品中的质量分数为=87.88%。
四、原理综合题
17.在“碳达峰、碳中和”的大背景下,实现的有效转化成为科研工作者的研究热点,以下是几种常见的利用方法:
I.以作催化剂,可使在温和条件下转化为甲醇,反应经历如下过程:
i.催化剂活化:(无活性)(有活性);
ii.与在活化的催化剂表面发生反应①: ,同时也有反应②: 等副反应发生。
(1)反应①中碳原子的杂化方式变化情况为___________。
(2)某温度下,在恒容反应器中,能说明反应①达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.
B.混合气体的平均摩尔质量不变
C.混合气体的密度不变
D.和的分压相等
(3)某温度下,与的混合气体以不同流速通过恒容反应器,气体流速与转化率、选择性的关系如图,(已知:选择性)选择性随气体流速增大而升高的原因可能有:
①___________。
②气体流速增大可减少产物中的积累,减少催化剂的失活,从而提高选择性,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:___________。
(4)碳酸氢盐分解可获得,在T℃时,将足量的某碳酸氢盐固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:。上述反应达平衡时体系的总压为。保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的,再加入足量,欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于,则开始时通入的初始压强应大于___________。
II.一种以甲醇和二氧化碳为原料,利用活性催化电极,电化学法制备甲酸(甲酸盐),其工作原理如图所示。
(5)①b极为直流电源的___________极,写出电解过程中阴极表面发生的电极反应式:___________。
②若有1mol通过质子交换膜时,该装置内生成和HCOOH共计___________mol。
【答案】(1)
(2)B
(3) 增大与混合气体流速可增大压强。①正向移动,生成消耗物质的量增大,导致选择性升高
(4)
(5) 正 0.75
【解析】(1)
CO2中C原子形成2个σ键,无孤电子对,所以价电子对数为2,C原子杂化方式为sp,甲醇中C原子形成4个σ键,无孤电子对,所以价电子对数为4,C原子杂化方式为sp3,反应①中碳原子的杂化方式变化情况为;
(2)
A.,不能判断正逆反应速率比等于系数比,反应不一定平衡,故不选A;
B.反应前后气体总质量不变、气体总物质的量是变量,混合气体的平均摩尔质量是变量,若混合气体的平均摩尔质量不变,反应一定达到平衡状态,故选B;
C.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,混合气体的密度是恒量,混合气体的密度不变,反应不一定平衡,故不选C;
D.和都是生成物,物质的量比始终为1:1,所以和的分压始终相等,故反应不一定平衡,故不选D;
选B。
(3)
①增大与混合气体流速可增大压强。①正向移动,生成消耗物质的量增大,导致选择性升高。
②根据题意,水能氧化而使催化剂失活, 发生反应,所以气体流速增大可减少产物中的积累,减少催化剂的失活,从而提高选择性。
(4)
反应达平衡时体系的总压为。则平衡常数为;保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的,设的初始压强为P,再加入足量,欲使平衡时体系中水蒸气的分压等于,则,P=;欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于,则开始时通入的初始压强应大于。
(5)
右侧电极甲醇中碳元素化合价升高发生氧化反应生成甲酸,右侧为阳极,所以b极为直流电源的正极,电解过程中阴极表面二氧化碳得电子生成HCOO-,发生的电极反应式。
②若有1mol通过质子交换膜时,转移1mol电子,根据,左侧生成0.5mol,根据阳极反应式,右侧生成0.25molHCOOH,所以该装置内生成和HCOOH共计0.75mol。
五、有机推断题
18.化合物G是一种药物中间体,其合成路线如图所示:
(1)A的分子式为___________,物质的化学名称为___________(系统命名法)。
(2)A→B的反应需经历A→X→B的过程,X的化学式为,则推测X的结构简式为___________。
(3)B→C、C→D的反应类型分别为___________、___________。
(4)写出E→F反应的化学方程式:___________。
(5)C有多种同分异构体,写出满足以下要求的同分异构体的结构简式:___________(只写一种)。
①能与溶液发生显色反应;
②核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积之比为6:3:2:2。
(6)参照题干中的合成路线及信息,以、和苯酚为有机原料制备,设计合成路线图_______ (无机试剂任选,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
【答案】(1) C7H5O4N 1,3-丙二醇
(2)
(3) 还原反应 取代反应
(4)2+K2CO3→2+2KCl+H2O+CO2↑
(5)、等
(6)
【分析】A与在HCl/CaCl2存在下反应生成B,B与H2在Pd/C存在下发生还原反应生成C,C与ClCH2COCl发生取代反应生成D,D与HCl/H2O反应生成E,E与K2CO3反应生成F,F与CH3CH2NH2在甲苯存在下反应生成G。
(1)
A的结构简式为,A的分子式为C7H5O4N;属于饱和二元醇,其化学名称为1,3-丙二醇;答案为:C7H5O4N;1,3-丙二醇。
(2)
A与在HCl/CaCl2存在下反应生成B,A→B的反应需经历A→X→B的过程,X的化学式为C10H13NO6,对比A、B的结构简式知,X的结构简式为;答案为:。
(3)
对比B、C的结构简式,B与H2发生还原反应生成C(即B中—NO2被还原成—NH2);对比C、D的结构简式,C与ClCH2COCl发生取代反应生成D和HCl;答案为:还原反应;取代反应。
(4)
E的结构简式为,F的结构简式为,E→F的化学方程式为2+K2CO3→2+2KCl+H2O+CO2↑;答案为:2+K2CO3→2+2KCl+H2O+CO2↑。
(5)
C的结构简式为,C的分子式为C10H13O3N,不饱和度为5,C的同分异构体能与FeCl3发生显色反应,说明含酚羟基,核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积之比为6:3:2:2的同分异构体的结构简式有:、等;答案为:、等。
(6)
对比与、HOCH2CHO和苯酚的结构简式,仿流程中F→G,可由与反应制备;可由先发生硝化反应、再发生还原反应(仿B→C)制得;可由苯酚与OHCCH2Cl仿流程中E→F制得,HOCH2CHO与HCl发生取代反应可生成OHCCH2Cl,则合成路线流程图为:;答案为:。
重庆市巴蜀中学校2024届高三上学期适应性月考卷(三)化学试题: 这是一份重庆市巴蜀中学校2024届高三上学期适应性月考卷(三)化学试题,共14页。试卷主要包含了已知,一定温度下,等内容,欢迎下载使用。
重庆市巴蜀中学校2022-2023学年高三高考适应性月考卷(十)化学试题(含解析): 这是一份重庆市巴蜀中学校2022-2023学年高三高考适应性月考卷(十)化学试题(含解析),共22页。试卷主要包含了单选题,工业流程题,实验题,原理综合题,有机推断题等内容,欢迎下载使用。
2023届重庆市巴蜀中学校高三上学期高考适应性月考卷(五)化学试题(解析版): 这是一份2023届重庆市巴蜀中学校高三上学期高考适应性月考卷(五)化学试题(解析版),共23页。