(新高考)高考化学考前冲刺卷(八)(2份打包,解析版+原卷版,可预览)
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班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
高考考前冲刺卷
化 学(八)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题:每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.古诗词是我国传统文化的瑰宝。下列诗词解读错误的是
A.“常恐秋节至,焜黄华叶衰”,树叶由绿变黄是发生了化学变化
B.“落红不是无情物,化作春泥更护花”蕴含着自然界中的碳、氮循环
C.“朝坛雾卷,曙岭烟沉”,雾有丁达尔现象是因为胶体粒子对光有散射作用
D.“心忧炭贱愿天寒”中的炭与“嫦娥五号”卫星所用的碳纤维互为同素异形体
【答案】D
【解析】A.“常恐秋节至,焜黄华叶衰”,树叶由绿变黄是树叶中叶绿素分解,被叶绿素掩盖的红色素、黄色素露出而显红色、黄色,有新物质产生,发生了化学变化,故A正确;B.“落红不是无情物,化作春泥更护花”,花等有机物落到泥土中,植物体中的蛋白质、纤维素等含C、N的物质分解后变成有机肥供植物使用,蕴含着自然界中的碳、氮循环,故B正确;C.“朝坛雾卷,曙岭烟沉”,雾有丁达尔现象是因为胶体粒子对光有散射作用,形成“光亮的通路”,故C正确;D.碳纤维是一种新型无机非金属材料,是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,主要成分是碳的单质,“心忧炭贱愿天寒”中的炭,炭黑的主要成分也为碳,不能互称为同素异形体,金刚石、石墨、活性炭等由碳元素组成的不同的单质才能互称为同素异形体,故D错误;故选D。
2.下列装置或操作能达到相应实验目的的是
A.装置甲可用酸性KMnO4溶液滴定FeSO4溶液
B.装置乙进行实验时若逐滴滴加AgNO3溶液,先出现黄色沉淀,可说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),且AgCl可转化成AgI
C.装置丙可用于吸收氨气,且能防止倒吸
D.装置丁可除去氯气中的HCl
【答案】D
【解析】A.酸性高锰酸钾具有强氧化性,能够腐蚀橡胶,应选酸式滴定管盛放,故A错误;B.浓度相同,Ksp小的先沉淀,先出现黄色沉淀,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),但不能说明AgCl可转化成AgI,故B错误;C.氨气极易溶于水,导管口插在水中,苯不能隔绝氨气与水,不能防止倒吸,故C错误;D.食盐水可抑制氯气的溶解,HCl极易溶于水,可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl,故D正确;故选D。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.1L 0.1mol/L Na2S溶液中含阴离子数目大于0.1NA
B.6g SiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.2NA
C.lmol/L的NH4Br溶液中通入适量氨气呈中性,此时溶液中NH的数目为NA
D.60g分子式为C3H8O的有机物中含有C-H键数目为7NA
【答案】A
【解析】A.S2−在水溶液中发生水解:S2−+H2OHS−+OH−、HS−+H2OH2S+OH−,故溶液中含阴离子数目大于0.1NA,A项正确;B.SiO2晶体中,每个硅原子与4个氧原子形成了4个硅氧键,SiO2的摩尔质量为60g/mol,6g SiO2晶体的质量为,所以0.1mol SiO2晶体含有0.4mol的硅氧键,数目为0.4NA,B项错误;C.未说明溶液体积,无法计算NH的数目,C项错误;D.60g分子式为C3H8O的有机物,其物质的量为,若C3H8O的结构简式为CH3CH2CH2OH,CH3CH2CH2OH中含有C-H键数目为7NA,若C3H8O的结构简式为CH3CH2OCH3,CH3CH2OCH3中含有C-H键数目为8NA,D项错误;答案选A。
4.中成药连花清瘟胶囊可用于新冠肺炎的防治,其成分之一绿原酸的结构简式如下。下列关于绿原酸的叙述错误的是
A.能与酸性KMnO4溶液反应 B.能与Na2CO3溶液反应
C.分子中所有原子可能共平面 D.可发生酯化、加成、水解反应
【答案】C
【解析】A.含有碳碳双键,能与酸性KMnO4溶液反应而褪色,故A正确;B.含有羧基,能与Na2CO3溶液反应,故B正确;C.含有多个饱和碳原子,具有甲烷的结构特征,故所有的原子不能共平面,故C错误;D.含有羧基、羟基,可发生酯化反应,含有碳碳双键,可发生加成反应,含有酯基,可发生水解反应,故D正确;故选C。
5.根据如图所示的反应判断,下列说法中错误的是
A.该反应是一个吸热反应
B.CO和CO2中碳原子的杂化类型相同
C.该反应中既有离子键断裂,又有共价键断裂
D.CO2的分子立体构型是直线形
【答案】B
【解析】A.根据图示,碳酸钙分解吸收外界能量,是吸热反应,故A正确;B.CO中C原子价电子对数是,杂化类型是sp2,CO2中C原子价电子对数是,杂化类型是sp,故B错误;C.碳酸钙是离子化合物,碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应中既有离子键断裂,又有共价键断裂,故C正确;D.CO2中C原子价电子对数是,无孤电子对,所以CO2的分子立体构型是直线形,故D正确;选B。
6.下列关于物质的性质及其应用的说法均正确的是
A.纯碱可以去除厨房里的油污,也能广泛应用于纺织、食品等工业
B.二氧化硫能使紫色石蕊试液褪色,可用于漂白纸浆、编织物
C.晶体硅是一种半导体材料,常用于制造光学镜片
D.钠钾合金常温下是固体,可用作快中子反应堆的热交换剂
【答案】A
【解析】A.纯碱为碳酸钠呈碱性,可以去除厨房的油污,也能用于纺织、食品等工业,故A正确;B.二氧化硫不能漂白指示剂,故B错误;C.二氧化硅常用于制造光学镜片,故C错误;D.钠钾合金常温下是液体,故D错误;故选A。
7.下列说法不正确的是
A.Sb的价电子排布式为5s25p3
B.第一电离能:Br>Se> As
C.电负性:Br>C>H
D.[Sb2(CH3)5]2[Sb2(CH3)2Br6]中存在离子键和共价键
【答案】B
【解析】A.Sb为第五周期ⅤA元素,其价电子排布式为5s25p3,A说法正确;B.ⅤA元素p能级是半充满结构,第一电离能变大,则As的第一电离能大于Se,同周期中第一电离能有增大的趋势,第一电离能:Br>As>Se,B说法错误;C.非金属的非金属性越强,电负性越大,电负性:Br>C>H,C说法正确;D.[Sb2(CH3)5][Sb2(CH3)2Br6]为离子化合物,含有离子键,Sb有空轨道,与溴离子和甲基形成配位键,则[Sb2(CH3)5][Sb2(CH3)2Br6]中存在离子键和共价键,D说法正确;答案为B。
8.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W、X为非金属元素,Y,Z为金属元素,A是由其中两种元素组成的化合物。已知:电解A的熔融物能得到W的单质和Z的单质,且Z的单质能溶于Y的最高价氧化物对应水化物的溶液。下列说法正确的是
A.四种元素的简单离子半径:X
C.Y、Z元素简单离子的氧化性:Z
【答案】D
【解析】根据“Y与Z为金属元素”、“Z的单质能溶于Y的最高价氧化物对应水化物的溶液”等信息可以推断,Y为钠元素,Z为铝元素,结合题给其他信息,可以进一步推出W为氧元素,X为氟元素。A.离子半径:,选项A错误;B.氟的非金属性比氧强,所以HF的热稳定性比H2O强,选项B错误;C.钠的金属性比铝强,所以Na+的氧化性比Al3+的氧化性弱,选项C错误;D.钠与氧能形成Na2O和Na2O2,阴阳离子个数比均为1∶2,选项D正确;选D。
9.如图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是
A.该过程是电能转化为化学能的过程
B.铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e−=CH4+2H2O
C.一段时间后,①池中n(KHCO3)不变
D.一段时间后,②池中溶液的pH不一定升高
【答案】C
【解析】A.该装置有外接电源,是一个电解池,电解池是将电能转化为化学能的装置,A正确;B.CO2电催化还原为CH4的过程是一个还原反应过程,所以铜电解是电解池的阴极,铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e−=CH4+2H2O,B正确;C.在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应,即CO2+8H++8e−=CH4+2H2O,一段时间后,氢离子减小,氢氧根浓度增大,氢氧根会和①池中的碳酸氢钾反应,所以n(KHCO3)会减小,C错误;D.在电解池的阳极上,是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应,所以酸性增强,pH一定下降,D正确;答案选C。
10.氯化氢和氯气在生产生活中具有广泛应用。舍勒发现将软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气,该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一。Deacon曾提在催化剂作用下,通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可逆反应,热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116kJ·mol−1。关于Deacon提出的制备Cl2的反应,下列说法正确的是
A.该反应一定能自发进行
B.每生成22.4L Cl2,放出58kJ的热量
C.增大起始时的值,可提高HCl的平衡转化率
D.断裂4mol H-Cl键的同时,有4molH-O键生成,说明该反应达到平衡状态
【答案】C
【解析】A.该反应的熵变减小即∆S<0,∆H<0,当∆G=∆H-T∆S<0时反应自发进行,则需要低温高压的条件,A错误;B.没指明标况下,无法用22.4L Cl2计算物质的量,B错误;C.增大氧气的量,可促进HCl的转化,即增大起始时的值,可提高HCI的平衡转化率,C正确;D.断裂4mol H-Cl键的同时,有4mol H-O键生成,都指正反应方向,不能说明该反应达到平衡状态,D错误;故选:C。
二.不定项选择题(每小题4分,共20分)
11.兴趣小姐从某工业废液(含、、,少量的、、)中提取KCl及液溴,流程如下图。
下列说法错误的是
A.步骤①中,试剂X可为、裂化汽油等
B.步骤②所需仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计等
C.步骤③所需试剂及顺序为、、、稀盐酸
D.步骤③操作是蒸发溶液至大量晶体析出,停止加热,用余热蒸干
【答案】A
【解析】A.裂化汽油中含有烯烃,芳香烃,二烯烃等,含有碳碳双键,可以和溴发生加成反应,而步骤①的目的是用Cl2与溴离子发生反应生成溴单质,Br2溶解在有机物中与氯离子分离通过步骤②得到单质溴,故A中试剂可以是四氯化碳,但不能是裂化汽油,A项错误;B.步骤②是通过蒸馏的方法分离溴单质和有机相,涉及仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计等,B项正确;C.步骤③属于氯化钾的提纯,加氯化钡除硫酸根离子,氢氧化钾除钙离子,过滤后再向滤液中加入过量的HCl和多余的KOH和碳酸钾,C项正确;D.蒸发结晶操作时,就是待出现大量晶体析出时停止加热,用余热蒸干,D项正确;答案选A。
12.用如下装置模拟汽车尾气系统中CO与NO的反应。下列有关该实验的说法错误的是
A.反应前需排尽装置中的空气
B.NO和CO在装置a中进行了预混合
C.可观察到装置d中澄清石灰水变浑浊
D.实验中的有害尾气均可用碱石灰吸收
【答案】D
【解析】A.NO与空气中氧气反应生成NO2,所以反应前需排尽装置中的空气,故A正确;B.如图所示,NO和CO同时通入装置a,在装置a中进行了预混合,故B正确;C.NO和CO在催化剂、加热条件下反应生成二氧化碳和氮气,二氧化碳通过澄清石灰水时,可观察到装置d中澄清石灰水变浑浊,故C正确;D.实验中的有害尾气包括未反应的NO和CO,不能用碱石灰吸收,故D错误。故选D。
13.全固态锂电池能量密度大,安全性能高引起大量研究者的兴趣。一种以硫化物固体电解质的锂-硫电池的工作示意图如下。下列说法错误的是
A.Li和Li2S分别为电池的负极和正极
B.电流由电极a经导线、锂电极,Li2S-P2S5固态电解质回到电极a
C.电极a的反应为:S8 -16e−+16Li+=8Li2S
D.硫化物固体电解质在空气中易发生反应,是实现电池实际应用的挑战
【答案】AC
【解析】A.根据电池结构可知,放电时Li失电子发生氧化反应,则Li是负极,电极a中的S8得电子生成Li2S,为正极,故A错误;B.由A可知,Li为负极,电极a为正极,电流由电极a经导线、锂电极,Li2S-P2S5固态电解质回到电极a,故B正确;C.电极a为正极,S8得电子生成Li2S,电极方程式为:S8+16e−+16Li+=8Li2S,故C错误;D.硫化物固体在空气中易与氧气反应生成二氧化硫,是实现电池实际应用的挑战,故D正确;故选AC。
14.25℃,已知二元弱酸H3PO3的lgKa1=-1.3,1gKa2=-6.6,用0.1mol·L−1 NaOH溶液滴定20mL 0.1mol·L−1 H3PO3溶液的滴定曲线如图所示,下列说法错误的是
A.加入NaOH溶液之前,溶液的pH约为1.2
B.c点,c(H2PO)>c(HPO)
C.b,c,d三点的溶液中,d点水电离出来的c(H+)最大
D.若取b点溶液与0.1mol/L的氨水溶液等体积混合(体积变化可忽略)c(NH3·H2O)<c(H2PO)+2c(H3PO3)+0.025mol·L−1
【答案】B
【解析】H3PO3H++H2PO,加入NaOH溶液之前,由c(H+)=计算溶液的pH,c点,溶质为H2PO和HPO等物质的量混合溶液,溶液pH=6.6,呈酸性,说明H2PO的电离大于HPO水解,b点是NaH2PO3溶液,浓度为0.05mol·L−1,溶液体积为40mL,若取b点溶液与0.1mol/L的氨水溶液等体积混合(体积变化可忽略),溶液为等浓度的NaNH4HPO3和氨水的混合物,溶液中存在①电荷守恒,②物料守恒,②-①得c(NH3·H2O)=c(H2PO)+2c(H3PO3)+c(Na+)+c(H+)-c(OH−)。A.H3PO3H++H2PO,加入NaOH溶液之前,Ka1=,c(H+)=,pH=-lg==1.15,溶液的pH约为1.2,故A正确;B.c点,溶质为H2PO和HPO等物质的量混合溶液,溶液pH=6.6,呈酸性,说明H2PO的电离大于HPO水解,c(H2PO)<c(HPO),故B错误;C.酸的浓度b>c,酸抑制水电离,d是正盐溶液,盐水解,促进水电离,b,c,d三点的溶液中,d点水电离出来的c(H+)最大,故C正确;D.b点是NaH2PO3溶液,浓度为0.05mol·L−1,溶液体积为40mL,若取b点溶液与0.1mol/L的氨水溶液等体积混合(体积变化可忽略),溶液为等浓度的NaNH4HPO3和氨水的混合物,溶液中存在①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)+c(NH)=c(OH−)+c(H2PO)+2c(HPO),②物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=2c (H2PO)+2c(HPO)+2c(H3PO3),②-①得:c(NH3·H2O)-c(H+)-c(Na+)=c(H2PO)+2c(H3PO3)-c(OH−),c(NH3·H2O)=c(H2PO)+2c(H3PO3)+c(Na+)+c(H+)-c(OH−),c(Na+)==0.025mol·L−1,溶液呈碱性,c(H+)-c(OH−)<0,c(NH3·H2O)<c(H2PO)+2c(H3PO3)+0.025mol·L−1,故D正确;故选B。
15.如图是催化偶联反应的机理,R—为烷烃基或氢原子。下列说法正确的是
A.催化剂只有[Pd0]
B.第②步反应为氧化还原反应
C.中碳的杂化类型有sp2、sp3
D.偶联反应为:+HX+
【答案】D
【解析】反应机理分为四步:①+[Pd0]→;③CuX+→+HX;②+→+CuX;④→+[Pd0]。A.由反应机理可知[Pd0]、CuX在反应前后质量和性质均不变,皆为该反应的催化剂,A错误;B.第②步反应为+→+CuX,该反应为取代反应,B错误;C.苯环上的C、碳碳三键的C分别为sp2、sp杂化,-R为烷基时,R中的C为sp3杂化,C错误;D.结合分析可知,反应物有和,生成物有HX和,因此偶联反应总反应为+HX+,D正确;答案选D。
三.非选择题(共60分)
16.著名化学反应“法老之蛇”曾令无数人叹服。某兴趣小组为探究Hg(SCN)2分解产物的成分,在连接好如图所示装置,检验装置气密性后,点燃A处酒精灯。
已知:Ksp(HgS)=4.0×10−5。
(CN)2
沸点为-21.2℃,熔点为-34.4℃,化学性质与卤素单质相似,有剧毒,燃烧时火焰呈紫红色,边缘略带蓝色
CS2
沸点为46.5℃,熔点为-111.9℃,能与酯互溶
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_____。
(2)已知Hg(SCN)2微溶于水,可由KSCN溶液与Hg(NO3)2溶液反应制得,若以Fe3+作指示剂,则当溶液变为____色时,Hg2+沉淀完全。
(3)待A中固体充分分解后,取下B装置,B瓶中有无色液体,并有类似氯仿的芳香甜味,与酯混合能够互溶,经查证,B中液体为CS2,CS2可用于制造人造丝、杀虫剂,请举出一种其在实验室中的用途____。
(4)取下C装置,点燃C中气体,气体燃烧火焰呈紫红色,边缘略带蓝色,则E中反应的化学方程式为 。
(5)取下D装置,将燃着的镁条伸入瓶中,镁条会继续燃烧,取出燃烧产物,加入少量热水,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明Hg(SCN)2分解产物中含有_______。
(6)取出A中剩余固体,加水溶解,固体不溶,加入王水固体溶解,则证明含有HgS。记溶解后的溶液为X。该固体___(填“能”或“不能")溶于稀盐酸,原因是____。
(7)经上述推断,写出Hg(SCN)2分解的化学方程式____。
(8)若要测定Hg(SCN)2的分解率,可用NH4SCN滴定法测定溶液X中离子浓度。
已知:①3HgS+2HNO3+12HCl=3H2[HgCl4]+3S↓+2NO↑+4H2O;
②H2[HgCl4]+2SCN−=Hg(SCN)2↓+4Cl−+2H+;
③NH4SCN标准溶液中含有NH4Fe(SO4)2指示液。
若取上述溶液X,用浓度为c mol/L的NH4SCN标准溶液进行滴定,消耗V mL,忽略反应前后溶液体积变化,原Hg(SCN)2固体质量为m g,滴定终点的现象为 ,Hg(SCN)2的分解率为 。
【答案】(1)球形冷凝管
(2) 红
(3) 清洗试管壁上残留的硫(或溶解硫单质)
(4) (CN)2+2NaOH=NaCN+NaCNO+H2O
(5) N2
(6) 不能 Ksp(HgS)太小,溶解平衡难以正向移动
(7) 4Hg(SCN)24HgS+2CS2+3(CN)2↑+N2↑
(8) 溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色 ×100%
【解析】(1)根据装置图,可知仪器a的名称是球形冷凝管;(2)KSCN溶液与Fe3+反应,溶液出血红色,若以Fe3+作指示剂,当溶液变为红色时,说明Hg2+沉淀完全;(3)硫单质易溶于CS2,可用CS2清洗试管壁上残留的硫;(4)点燃C中气体,气体燃烧火焰呈紫红色,边缘略带蓝色,说明Hg(SCN)2分解产物有(CN)2,(CN)2与氯气性质相似,(CN)2与氢氧化钠反应的方程式是(CN)2+2NaOH=NaCN+
NaCNO+H2O;(5)镁在氮气中燃烧生成氮化镁,氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气,取下D装置,将燃着的镁条伸入瓶中,镁条会继续燃烧,取出燃烧产物,加入少量热水,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明Hg(SCN)2分解产物中含有氮气;(6)Ksp(HgS)太小,溶解平衡难以正向移动,所以HgS不溶于盐酸;(7)经上述推断,可知Hg(SCN)2分解生成HgS、N2、(CN)2、CS2;反应的化学方程式是4Hg(SCN)24HgS+2CS2+3(CN)2↑+N2↑;(8)NH4SCN标准溶液中含有NH4Fe(SO4)2指示液,溶液出红色,若滴入标准液后溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色,说明H2[HgCl4]完全被消耗,反应达到终点;滴定过程的反应关系式是Hg(SCN)2~HgS~H2[HgCl4]~2NH4SCN,反应消耗NH4SCN的物质的量是Vc×10−3mol,则分解Hg(SCN)2的物质的量是0.5Vc×10−3mol,Hg(SCN)2的分解率为=×100%。
17.现代煤化工产生的H2S是一种重要的工业资源。
Ⅰ.H2S的分解反应可用于高效制氢气,在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应,如图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。
(1)该反应的活化能___________(填“>”、“<”或“=”);在,下,往2L密闭容器中充入4molH2S进行反应,2min达到平衡状态,计算0~2min内S2的平均反应速率___________mol·L−1·min−1 。
(2)图中压强,、从大到小顺序为___________,原因是___________。
Ⅱ.H2S可转化成羰基硫(COS):
(3)已知:
上述反应热效应之间的关系式为_________。
(4)绝热恒压下,密闭容器中充入H2S(g)与CO(g)进行上述反应。下列事实能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再改变
B.生成a mol COS,同时形成a mol H-S键
C.化学平衡常数不再改变
D.混合气体的密度不再改变
(5)T℃下,将等物质的量的H2S(g)与CO(g)充入恒容密闭容器中进行上述反应,测得平衡时容器内气体的总压为,的体积分数为10%。则此时该反应的平衡常数Kp=___________(Kp为以分压表示的平衡常数,其中分压=总压×物质的量分数)。
(6)利用膜电解法转化H2S。在酸性水溶液中,H2S在阳极上转化为SO,其电极反应式为___________。
【答案】(1)> 0.25
(2) 正反应气体体积增大,其他条件不变,压强增大,平衡逆向移动,H2S转化率减小
(3)
(4) CD
(5)
(6)
【解析】(1),因为,所以。在,下,往2L密闭容器中充入进行反应,2达到平衡状态时硫化氢的平衡转化率是50%,消耗硫化氢是2mol,生成的物质的量是1mol,浓度是0.5mol/L,则0~2内的平均反应速率0.5mol/L÷2min=0.25。(2)由于正反应气体体积增大,其他条件不变,压强增大,平衡逆向移动,H2S转化率减小,所以图中压强、、从大到小顺序为。Ⅱ.(3)已知:①;②;③;则根据盖斯定律可知③+(①-②)/2即得到的。(4)A.反应中反应物和生成物都为气体且反应前后气体总计量数不变,所以混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能据此说明反应达到平衡状态,A不选;B.据方程式中H2S和COS的计量数之比为1∶1,1mol H2S分子含有2mol H-S键,生成a mol COS同时形成a mol H-S键时反应没有达到平衡状态,B不选;C.绝热恒压下,未达到平衡状态,温度会发生变化,平衡常数与温度有关,平衡常数不变,说明达到平衡状态,C选;D.绝热恒压下,气体总质量始终不变,未达平衡时,温度发生变化,容器体积随之变化,密度也会变化,密度不变说明达到平衡状态,D选;答案选CD。(5)根据三段式可知
根据T℃下,氢气平衡体积分数:,解得,反应前后压强不变,则;(6)在酸性水溶液中,H2S在阳极上失去电子被氧化为SO,其电极反应式为。
18.氯化亚铜(CuCl)可用作有机合成的催化剂,CuCl微溶于水,不溶于醇和稀酸,可溶于Cl−浓度较大的溶液(CuCl+Cl−CuCl),在潮湿空气中易水解、易氧化。工业上用黄铜矿(主要成分是CuFeS2,还含有少量的SiO2)制备CuCl的工艺流程如图:
25℃时,相关物质的Ksp见表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Cu(OH)2
CuCl
Ksp
1×10−16.3
1×10−38.6
1×10−19.7
1×10−5.9
回答下列问题:
(1)黄铜矿预先粉碎的目的是_______。
(2)调pH加入的过量x为_______(填化学式),滤渣①的成分_______(填化学式)。
(3)“还原”时,铜粉转化为Na[CuCl2]的离子反应方程式为_______。
(4)已知:温度、pH对CuCl产率的影响如图1、图2所示。则析出CuCl晶体的最佳条件为_______。
A.温度在60℃左右pH为2.0~2.5 B.温度在90℃左右pH为2.0~2.5
C.温度在60℃左右pH为5.0~6.0 D.温度在90℃左右pH为5.0~6.0
(5)析出的氯化亚铜晶体要立即用无水乙醇洗涤,“醇洗”可快速除去滤渣表面的水,防止滤渣被空气氧化为碱式氯化铜[Cu2(OH)3Cl]。写出氯化亚铜被氧化为碱式氯化铜的化学反应方程式_______。
(6)粗产品中氯化亚铜含量的测定:
①称取样品3.0g于锥形瓶中,再加入过量的FeCl3溶液充分溶解,配制250mL溶液。②从中取出25.00mL溶液,用0.1000mol·L−1硫酸铈[Ce(SO4)2]标准溶液滴定。已知:CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2;Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。
三次平行实验,到达滴定终点时,消耗硫酸铈标准溶液的体积分别为26.05mL、24.05mL、23.95mL。则样品中CuCl的纯度为_______(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率
(2) CuO或Cu(OH)2 Fe(OH)3、CuO或Cu(OH)2
(3) Cu+Cu2++4Cl−=2[CuCl2]−
(4) A
(5) 4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl
(6) 79.6%
【解析】黄铜矿粉通入氧气和硫酸浸取,生成硫酸铜、硫酸铁,SiO2不溶于硫酸;加入过量的氧化铜或氢氧化铜调节pH,使溶液中的铁离子生成氢氧化铁沉淀,则滤渣①为Fe(OH)3和氧化铜或氢氧化铜;加入过量的铜粉,生成[CuCl2]−,滤渣②为铜粉;经一系列操作得到CuCl。(1)黄铜矿预先粉碎可增大固体与硫酸的接触面积,能加快反应速率,提高浸出率;(2)分析可知,调pH加入的过量x为CuO或Cu(OH)2;滤渣①的成分Fe(OH)3、CuO或Cu(OH)2;(3)“还原”时,铜粉与Cu2+及Cl-反应转化为Na[CuCl2],离子反应方程式为Cu+Cu2++4Cl−=2[CuCl2]−;(4)根据图像可知,温度再60℃左右,pH在2.0~2.5使CuCl的产率最高,为最佳反应条件,答案为A;(5)氯化亚铜、水氧气反应生成碱式氯化铜,化学反应方程式为4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl;(6) 消耗硫酸铈标准溶液的体积分别为26.05mL、24.05mL、23.95mL,26.05mL数据偏差较大,舍去不用,则两次体积的平均值==24.00mL,根据方程式,n(CuCl)=n(FeCl2)=n(Ce4+)=0.1000mol·L−1×24.00
mL=0.0024mol,则样品中m(CuCl)=0.0024mol÷25.00mL×250mL×99.5g/mol=2.388g,CuCl的纯度=×100%=79.6%。
19.铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物在生活中有广泛应用。
(1)基态Fe3+的电子排布式为___。
(2)FeCl3的熔点为306℃,沸点为315℃。FeCl3的晶体类型是 。FeSO4常作补铁剂,SO的立体构型是 。
(3)羰基铁[Fe(CO)5]可作催化剂、汽油抗暴剂等。1mol其分子中含__mol σ键。
(4)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm−3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为__;Fe2+与O2−的最短核间距为__pm。
(5)某研究小组为了探究一种含铁无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质,设计并完成了如图实验:
另取10.80g X在惰性气流中加热至完全分解,得到6.40g固体1。
①X的化学式是___,在惰性气流中加热X至完全分解的化学方程式为 。
②白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是 (用化学反应方程式表示)。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(2) 分子晶体 正四面体形
(3) 10
(4) 12 ×1010
(5) CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2CaO+FeO+2CO2↑ 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
【解析】(1)铁是26号元素,基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。故答案为:1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5;(2)FeCl3的熔点为306℃,沸点为315℃,相对于共价晶体、离子晶体,熔点沸点较低,FeCl3的晶体类型是分子晶体。SO的中心原子硫的价层电子对=4+ =4,无孤电子对,sp3杂化,SO的立体构型是正四面体形。故答案为:分子晶体;正四面体形;(3)羰基铁[Fe(CO)5]中心原子铁与CO分子间形成配位键,CO分子内形成共价键。1mol其分子中含5mol+5mol=10mol σ键。故答案为:10;(4)以顶点Fe2+研究,与之紧邻且等距离的Fe2+处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用,则与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为×3×8=12;Fe2+与O2−的最短间距为等于晶胞棱长的一半,晶胞中Fe2+数目=6×+8×=4,O2−的数目=1+12×=4,相当有4个“FeO”,晶胞质量m=g,设晶胞棱长为x,则g=x3×ρ g·cm−3,解得x=cm=×1010pm,故Fe2+与O2−的最短间距为x=×1010pm=×1010pm,Fe2+与O2−的最短核间距为×1010pm。故答案为:12;×1010;(5)①由分析,X的化学式是CaFe(CO3)2,在惰性气流中加热X至完全分解,生成二氧化碳和氧化钙、氧化亚铁,化学方程式为CaFe(CO3)2CaO+FeO+2CO2↑。故答案为:CaFe(CO3)2;CaFe(CO3)2CaO+FeO+2CO2↑;②氢氧化亚铁不稳定,易被空气氧化生成红褐色氢氧化铁,白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3(用化学反应方程式表示)。故答案为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。
20.有机物H是重要的有机化工原料,以苯酚为原料制备H的一种合成路线如下:
已知:R-CH2-COOH。
请回答:
(1)B的化学名称为___________。
(2)②的反应类型为___________;D中所含官能团的名称为___________。
(3)反应④的化学方程式为___________。
(4)G的分子式为___________。
(5)设计②⑦两步反应的目的为___________。
(6)满足下列条件的E的同分异构体共有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为___________(任写一种即可)。
i.苯环上有两个取代基,其中一个为-NH2;ii.能发生水解反应。
(7)已知:R-NH2容易被氧化;羧基为间位定位基。
请参照上述合成路线和信息,以甲苯和(CH3CO)2O为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线___________。
【答案】(1)对硝基苯酚或4-硝基苯酚
(2) 取代反应 氨基、醚键
(3) +(CH3CO)2O+CH3COOH
(4) C11H13O4N
(5) 保护酚羟基
(6) 18种 (任选一种)
(7)
【解析】根据A,C的结构简式,可以看出B和CH3I发生取代反应生成C,所以B的结构简式为,反应③为还原反应,把硝基还原成氨基,则D为;由题目中的已知方程式可知,两个羧基连在同一个碳原子上,在加热的条件下,会减少一个羧基,所以F生成G的反应中减去F的一个羧基即为G的结构简式,G为,G与HI发生取代反应生成H。(1)B的结构简式为,其名称为对硝基苯酚或4-硝基苯酚。(2)由B生成C的结构简式可知,②为取代反应;D为,故D中所含官能团为醚键和氨基。(3)(CH3CO)2O和D发生取代生成E,所以反应方程式为:+(CH3CO)2O+CH3COOH。(4)G为,所以G的分子式是为C11H13O4N。(5)通过B和CH3I发生取代反应,然后再与HI发生取代反应,起到官能团的保护作用,也就是保护酚羟基。(6)由条件可知,苯环上有两个取代基,一个为氨基,另一个可以发生水解反应,根据E的结构简式可知,可以发生水解的官能团只能是酯基,酯基的位置异构有6种,又因为在苯环上和氨基存在邻间对的位置关系,即为:6×3=18种;吸收峰只有5组,即可以在中任选一种。(7)第一步甲苯和硝酸发生取代反应,取代对位上的氢;第二步对硝基甲苯和酸性高锰酸钾发生氧化反应,生成对硝基苯甲酸;第三步参照题干流程图中的反应③发生还原反应,把硝基转化为氨基;第四步参照题干流程图中的反应④发生取代反应。所以流程图为:
。
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