(新高考)高三化学第二次模拟考试卷(四)(2份打包,解析版+原卷版,可预览)
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高三第二次模拟考试卷
化 学(四)
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。
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Mn 55 Ba 137
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.中国古代“炼丹术”中蕴含了丰富的化学知识,为近代化学的建立和发展奠定了基础。下列关于“炼丹术”中涉及的史实解释错误的是
选项
史 实
解 释
A
“胡粉[(PbCO3∙Pb(OH)]2投火中,色坏还为铅(Pb)”
复分解反应原理
B
“有硇水者,剪银塊(Ag)投之,则旋而为水”
氧化还原反应原理
C
“曾青(硫酸铜)涂铁,铁赤色如铜……外变而内不化也”
置换反应原理
D
“铁釜代替土釜,加热丹砂(HgS)”,可增采也”
平衡移动原理
2.下列说法正确的是
A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
C.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知溶液中存在SO或SO
D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法
3.某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是
A.实验前两溶液的pH相等
B.实验前两溶液中离子种类完全相同
C.加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多
D.加入CaCl2溶液后反应的离子方程式都是CO+Ca2+=CaCO3↓
4.下列有关叙述卟啉配合物叶绿素的说法不正确的是
A.该配合物的配位数为4
B.该化合物所包含元素的非金属性:O>N>C>H>Mg
C.Mg单质晶体结构符合A3型最密堆积
D.化合物中C元素的杂化方式为sp2、sp3
5.实验小组进行如下实验:
已知:Cr2(SO4)3稀溶液为蓝紫色;Cr(OH)3为灰绿色固体,难溶于水。下列关于该实验的结论或叙述不正确的是
A.①中生成蓝紫色溶液说明K2Cr2O7在反应中表现了氧化性
B.操作Ⅱ中仅发生反应:Cr3++3OH−=Cr(OH)3↓
C.将①与③溶液等体积混合会产生灰绿色浑浊,该现象与Cr3+的水解平衡移动有关
D.若继续向③中加入稀硫酸,溶液有可能重新变成蓝紫色
6.利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法不正确的是
A.该分解过程是:2NON2+O2
B.实验室制取NO可以用铜与稀硝酸反应
C.过程②释放能量,过程③吸收能量
D.标准状况下,NO分解生成5.6L N2转移电子数约为6.02×1023
7.科学家合成出了一种用于分离镧系金属的化合物A(如图所示),短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,其中Z位于第三周期。Z与Y2可以形成分子ZY6,该分子常用作高压电气设备的绝缘介质。下列关于X、Y、Z的叙述,正确的是
A.离子半径:Y>Z
B.氢化物的稳定性:X>Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:X>Z
D.化合物A中,中心原子X、Z均为sp3杂化
8.企鹅酮()可作为分子机器的原材料。下列关于企鹅酮的说法错误的是
A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.可发生取代反应
C.1mol企鹅酮转化为C10H21OH需消耗3mol H2
D.所有碳原子一定不可能共平面
9.“化学实验→观察现象→分析推理→得出结论”是化学学习的方法。下列说法正确的是
A.证明某红棕色气体是溴蒸气还是NO2,可用湿润的淀粉-KI试纸检验,观察试纸颜色变化
B.验证淀粉的水解产物是否具有还原性,取酸性水解液于试管中并加入新制氢氧化铜,加热煮沸,观察是否出现红色沉淀
C.向铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑(Ag2S)的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色褪去,该过程中发生的反应为2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3
D.将SO2通入足量稀Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变成棕黄色,假设通入的SO2完全反应,则同温同压下,逸出的NO气体和SO2气体的体积比为2∶3
10.碲被誉为“现代工业的维生素”,它在地壳中丰度值很低,某科研小组从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是
已知:①“焙烧”后,碲主要以TeO2形式存在。
②TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱。
A.“焙烧”用到的硅酸盐仪器主要有:坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒
B.“碱浸”时反应的离子方程式为TeO2+2OH−=TeO+H2O
C.“碱浸”后所得的滤渣中含有Au、Ag,可用稀盐酸将其分离
D.“还原”时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.如图是常温钠离子全固态浓差电池工作示意图。正极材料为层状含钠过渡金属氧化物,负极为钠锡合金(Na15Sn4)。下列说法合理的是
A.该电池工作时不发生氧化还原反应
B.放电时,负极的反应为Na15Sn4-15e−=15Na++4Sn
C.充电时,Na+会被吸附进入过渡金属氧化层
D.充电时,a极接电源的正极,b极接电源的负极
12.CuCl是应用广泛的有机合成催化剂,可从黄铜矿(主要成分为CuFeS2)中制取。
已知:CuCl是一种白色粉末,微溶于水,难溶于乙醇,在空气中易被氧化,在水溶液中存在平衡:CuCl(s)+2Cl−(aq)[CuCl3]2−(aq)(无色溶液)。下列叙述正确的是
A.“浸取”过程中的主要反应为CuFeS2+4CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S↓
B.浸取所得到的FeCl2溶液,可用来腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板
C.加水有利于CuCl(s)+2Cl−(aq)[CuCl3]2−(aq)平衡逆向移动,析出CuCl,Cl-浓度增大
D.为提高产率和纯度,可采用乙醇洗涤、真空干燥
13.合成某种胃药的核心反应如图:
下列说法正确的是
A.反应物Ⅰ只能发生取代、加成两种反应
B.生成Ⅲ的原子利用率为100%
C.反应物Ⅱ中的两个N—H键的活性不同
D.生成物Ⅲ的分子式C22H24O2N5Cl
14.我国科学家在绿色化学领域取得新进展。利用双催化剂Cu和Cu2O,在水溶液中用H将CO2高效还原为重要工业原料之一的甲醇,其反应机理如图所示。则下列有关说法错误的是
A.CO2生成甲醇是通过多步氧化反应实现的
B.该催化反应过程中涉及了化学键的形成及断裂
C.有可能通过调节控制反应条件获得甲醛等有机物
D.催化剂Cu结合氢原子,催化剂Cu2O结合含碳微粒
15.乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图[起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1mol,容器体积为1L]。下列分析不正确的是
A.乙烯气相直接水合反应的ΔH>0
B.图中压强的大小关系为p1>p2>p3
C.图中a点对应的平衡常数K=5/16
D.达到平衡状态A.b所需要的时间:a>b
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(12分)用海底锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料,制备金属锰、镁的一种工艺流程路线如下:
已知:①几种难溶物的溶度积(25℃)如下表所示:
化学式
Mg(OH)2
Mn(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
Ksp
1.8×10−11
1.8×10−13
1.0×10−33
4.0×10−38
②溶液中某离子浓度≤1.0×10−6mol·L−1时,认为该离子沉淀完全。
完成下列问题:
(1)“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应的离子方程式为 。
(2)“滤液1”中c(Mn2+)为0.18mol·L−1,则“调节pH”的范围为 ,“滤渣2”的成分为 。
(3)“Ⅲ”处“萃取剂”萃取的成分是 ;“Ⅳ”处用“盐酸反萃”的作用是 。
(4)MgCl2·6H2O制取无水MgCl2时,需要在干燥的HCl气流中加热分解。HCl的作用为 。
(5)该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为 。
(6)一种海生假单孢菌(采自太平洋深海处),在无氧条件下以醋酸为电子供体还原MnO2生成Mn2+的机理如图所示。写出反应②③的总反应的离子方程式: 。
17.(12分)黑磷是磷的一种稳定的同素异形体,黑磷具有正交晶系的晶体结构(图A),晶胞参数a=3.310A,b=4.380A,c=10.500A。黑磷烯是二维的单层黑磷(图B),黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3。与石墨烯相比,黑磷烯具有半导体性质,更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样,图A中编号为①的P原子的晶胞内坐标为(0.50,0.090,0.598)。请回答下列问题:
(1)写出P原子的价电子排布: 。
(2)P和F的电负性大小顺序是x(P) (填“<”“=”或“>”)x(F)。P和F形成的分子PF3和PF5,它们的几何构型分别为 、 。
(3)①黑磷中P原子杂化类型是 。黑磷中不存在 (填字母)。
A.共价键 B.σ键 C.π键 D.范德华力
②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为 ,原因是
。
(4)图A中编号为②的P原子的晶胞内坐标为 ,黑磷的晶胞中含有 个P原子。
18.(12分)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。工业上常采用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。
(1)①如图为1mol CH4完全燃烧生成气态水的能量变化和1mol S(g)燃烧的能量变化。
在催化剂作用下,CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2,写出该反应的热化学方程式:
。
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6mol H2、4mol CO2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH
(g)+H2O(g) ΔH<0,达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为 (保留两位小数)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/mol
H2/mol
CH3OH/mol
H2O/mol
Ⅰ(恒温恒容)
2
6
0
0
Ⅱ(绝热恒容)
0
0
2
2
达到平衡时,该反应的平衡常数:K(Ⅰ) (填“>”“<”或“=”,下同)K(Ⅱ);平衡时CH3OH的浓度:c(Ⅰ) c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH=-127.8kJ·mol−1。0.1 MPa下,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的质量分数(φ)如图所示。曲线b、c表示的物质分别为 、
(填化学式)。
(3)用氨水吸收SO2。25℃时2.0mol·L−1的氨水中,NH3·H2O的电离度α=
(α=×100%)。将含SO2的烟气通入该氨水中,当溶液显中性时,溶液中的= 。[已知25℃,Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5;Ka1(H2SO3)=1.3×10−2,Ka2(H2SO3)=6.2×10−8]
19.(12分)钴是熔点高的金属,可与氯气反应制氯化钴(CoCl2),氯化钴易潮解,可用于催化剂的制备、氨的吸收等。制备氯化钴的装置如图所示。
已知:Co(Ⅲ)的氧化性强于Cl2。
(1)检查A装置气密性的方法:用止水夹夹住A、B之间的橡皮管,向分液漏斗中加水,
(将步骤补充完整),证明装置A气密性良好。
(2)装置A烧瓶中的固体为漂粉精,烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C的洗气瓶中盛放的试剂是 ,装置D硬质玻璃管中的玻璃纤维的作用是
。
(4)E中物质的名称 ,其作用是 。
(5)钴有多种氧化物,Co2O3与浓盐酸反应的离子方程式是 。
(6)氯化钴溶液与氯化铝溶液类似,直接蒸干不能得到CoCl2固体,使氯化亚砜(SOCl2)与CoCl2·6H2O混合加热可以得到氯化钴固体,原因是
。
(7)向氯化钴溶液中加入草酸钠(Na2C2O4),生成草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O),将草酸钴晶体在空气中充分加热,将反应生成的气态物质通入澄清石灰水中生成沉淀的质量为60g,剩余固体为钴的某种氧化物,其质量为24.1g,计算确定钴的氧化物的化学式是 。
20.(12分)国家级一类抗癌新药——盐酸埃克替尼的研发的关键中间体G的一种合成路线如下:
已知:①A分子中只有一种化学环境的氢;
②TsCl为。
(1)A的名称为 。
(2)G中所含官能团的名称是 ;E的结构简式为 。
(3)由B生成C的反应类型是 ,由F生成G的反应类型是 。
(4)PEO是由A在烃基铝催化下加聚而成的线型高分子,该加聚反应的化学方程式为
。
(5)三取代芳香化合物W是D的同分异构体。W既能发生银镜反应和水解反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应。1 mol W最多可与4 mol NaOH反应,W的核磁共振氢谱只有4组峰。W的结构简式为 (写一种即可)。
(新高考)高三第二次模拟考试卷
化学(四)答案
1. 【答案】A
【解析】“胡粉[(PbCO3·Pb(OH)]2投火中,色坏还为铅(Pb)”,利用受热分解反应原理,故A错误;“有硇水者,剪银塊(Ag)投之,则旋而为水”,硝酸溶解银单质,发生氧化还原反应,故B正确;“曾青(硫酸铜)涂铁,铁赤色如铜……外变而内不化也”,铁置换出铜单质,故C正确;“铁釜代替土釜,加热丹砂(HgS),生成汞和硫单质,汞变为汞蒸气,平衡正向移动,故D正确。
2. 【答案】B
【解析】氯水中的次氯酸能漂白pH试纸,不能用pH试纸测定新制氯水的pH,故A错误;液体加热时加沸石或碎瓷片,可防止溶液暴沸,如果加热一段时间后发现忘记加沸石,应该停止加热,待溶液冷却后重新添加沸石,故B正确;硫酸钡和AgCl均为不溶于酸的白色沉淀,则向某溶液中滴加BaCl2溶液生成白色沉淀,继续加稀硝酸沉淀不溶解,溶液中可能含Ag+,故C错误;氯化钠的溶解度受温度影响小,氯化钠中混有少量的硝酸钾,氯化钠是大量的,制得的饱和溶液中硝酸钾量较少,不能采取降温结晶的方法,故D错误。
3. 【答案】B
【解析】A项,等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,CO水解程度大于HCO,溶液pH不同,Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液,错误;B项,溶液中阴阳离子为CO、HCO、OH−、H+和Na+,实验前两溶液中离子种类完全相同,正确;C项,Na2CO3和CaCl2 1∶1反应生成CaCO3沉淀,NaHCO3与CaCl2发生反应:CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+H2O+CO2↑,加入CaCl2溶液后生成的沉淀不一样多,错误;D项,加入CaCl2溶液后,Na2CO3溶液中反应的离子方程式是CO+Ca2+=CaCO3↓,NaHCO3溶液中反应的离子方程式是Ca2++2HCO=CaCO3↓+H2O+CO2↑,错误。
4. 【答案】A
【解析】与Mg相连的4个N原子中,有两个N原子是四条键,两个N原子是三条键,三条键的N原子与Mg原子是正常共价键,而四条共价键的N原子与Mg相连的共价键为N原子提供孤电子对,Mg原子提供空轨道形成的配位键,故该配合物的配位数为2,故A错误;该配合物涉及的元素有O、N、C、H、Mg,其非金属性:O>N>C>H>Mg,故B正确;Mg单质的晶体排列方式为六方最密堆积,为A3型最密堆积,故C正确;配合物中碳原子形成碳碳双键和单键,故其杂化方式为sp2和sp3,故D正确。
5. 【答案】B
【解析】①中生成蓝紫色溶液,可知有Cr2(SO4)3生成,反应中Cr元素的化合价降低,发生还原反应,说明K2Cr2O7在反应中作氧化剂,表现了氧化性,A正确;溶液①为酸性溶液,滴加NaOH溶液会发生中和反应,即除发生Cr3++3OH−=Cr(OH)3↓,还发生H++OH−=H2O,B不正确;将①与③溶液等体积混合会产生灰绿色浑浊,说明溶液中Cr3+和CrO发生相互促进的水解反应生成Cr(OH)3灰绿色沉淀,C正确;溶液③中含CrO,滴加过量稀硫酸,先沉淀后溶解,最终生成Cr3+,溶液又变为蓝紫色,D正确。
6. 【答案】C
【解析】根据图示,NO在催化剂作用下转化为氮气和氧气,该分解过程是:2NON2+O2,故A正确;铜与稀硝酸反应生成一氧化氮、硝酸铜和水,可以用于实验室制取NO,故B正确;过程②为NO在催化剂表面发生断键形成氮原子和氧原子,断开化学键需要吸收能量,过程③为氮原子和氧原子重新形成化学键生成氮气和氧气,形成化学键需要释放能量,故C不正确;根据反应2NON2+O2,O元素由-2价变为0价,生成1mol O2,同时生成1mol N2,转移4mol电子,标准状况下,NO分解生成5.6L(0.25mol) N2,转移电子数约为0.25mol×4×6.02×1023mol−1=6.02×1023(个),故D正确。
7. 【答案】D
【解析】短周期元素 X、Y、Z原子序数依次增大,观察负离子结构为,Y成一个共价键,为-1价,不是第三周期元素,且原子序数大于X,应为F元素又因为Z与Y2可以形成分子ZY6,且Z位于第三周期,所以Z为S元素;X得到一个电子成4个共价键,说明其最外层为3个电子,为B元素,据此分析解答。A.电子层数F−
【解析】企鹅酮中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;含有的单键碳原子上可发生取代反应,B正确;1mol企鹅酮含2mol碳碳双键和1mol羰基,都能和H2加成,加成产物为C10H19OH,需消耗3mol H2,C错误;环上有一个碳原子连有两个甲基,这个碳原子以碳碳单键和四个碳原子相连,所有碳原子一定不可能共平面,D正确。
9. 【答案】D
【解析】两者均具有氧化性,均可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,则观察试纸颜色变化不能检验,故A错误;水解后检验葡萄糖应在碱性条件下,淀粉水解后没有加碱至碱性,就加入新制氢氧化铜,加热煮沸,不能检验葡萄糖的还原性,故B错误;银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,铝为负极,失电子,电极反应式为Al-3e−=Al3+,银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银,电极反应式为Ag2S+2e−+2H2O=2Ag+2OH−+H2S↑,Al和Ag2S反应最终生成物应该是Ag、H2S和Al(OH)3,故C错误;将SO2通入足量的稀Fe(NO3)3溶液中,硝酸根离子与二氧化硫发生氧化还原反应,逸出气体为NO,由电子守恒可知,同温同压下,逸出的NO气体和SO2气体的体积比为=2∶3,故D正确。
10. 【答案】C
【解析】粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te),通入氧气焙烧,可生成TeO2和CuO,加入氢氧化钠溶液碱浸,生成滤渣为CuO,滤液含有TeO,再加入硫酸酸化,加入亚硫酸钠还原得到粗碲,以此解答该题。A.焙烧固体,可用坩埚,同时使用的仪器有泥三角、酒精灯、玻璃棒,故正确;B.TeO2是两性氧化物,可与氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为TeO2+2OH−=TeO+H2O,故正确;C.Au、Ag与盐酸不反应,不能用盐酸分离,故不正确;D.“还原”时,反应的离子方程式为2SO+Te4++2H2O=Te↓+2SO+4H+,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故正确。
11. 【答案】BD
【解析】该电池放电时,是原电池工作原理,充电时,是电解池工作原理,无论是放电还是充电均发生了氧化还原反应,故A错误;该电池放电时,是原电池工作原理,负极上为钠锡合金(Na15Sn4)失电子发生氧化反应生成钠离子和锡,电极反应式为Na15Sn4-15e−=15Na++4Sn,故B正确;充电时,是电解池工作原理,Na+会向阴极移动,是脱离过渡金属氧化层,故C错误;充电时,是电解池工作原理,电池的负极和电源的负极相连,电池负极为钠锡合金(Na15Sn4),则充电时,b极接电源的负极,a极接电源的正极,故D正确。
12.【答案】D
【解析】浸取时发生CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S↓,过滤分离出CuCl、S,加浓盐酸发生CuCl(s)+2Cl−(aq)[CuCl3]2−(aq),过滤分离出S,加水使CuCl(s)+2Cl−(aq)[CuCl3]2−(aq)逆向移动,抽滤、洗涤、干燥得到CuCl。由图中反应物、生成物结合原子守恒可知浸取中的主要反应为CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S↓,故A错误;浸取所得到的FeCl2溶液,与Cu不反应,不能用来腐蚀覆在绝缘板上的铜箔,故B错误;加水向离子浓度增大的方向移动,加水有利于CuCl(s)+2Cl−(aq)[CuCl3]2−(aq)平衡逆向移动,析出CuCl,Cl−浓度减小,故C错误;CuCl难溶于乙醇,在空气中易被氧化,则为提高产率和纯度,可采用乙醇洗涤、真空干燥,故D正确。
13.【答案】CD
【解析】A.反应物Ⅰ含有苯环,可发生加成反应,含有氯原子,可发生取代反应(或水解反应),也可以发生氯原子的消去反应,错误;B.根据原子守恒,该反应中同时生成NaCl等,则原子的利用率不是100%,错误;C.反应物Ⅱ中的两个N—H键的N原子连接不同的原子团,则两个N—H键的活性不同,正确;D.由结构简式可知生成物Ⅲ的分子式为C22H24O2N5Cl,正确。
14.【答案】A
【解析】A项,CO2生成COOH,为还原反应;CO生成CHO,为还原反应;CHO生成CH2O,为还原反应;CH2O生成CH3O,为还原反应;CH3O生成CH3OH,为还原反应,所以CO2生成甲醇是通过多步还原反应实现,错误;B项,该催化过程发生化学反应,所以该反应中有化学键的形成和断裂,正确;C项,CHO和H生成CH2O,需要Cu2O作催化剂,可以调节控制反应条件获得甲醛等有机物,正确;D项,根据题图知,催化剂Cu结合H原子,催化剂Cu2O结合含CHO微粒,正确。
15.【答案】AB
【解析】压强不变时,升高温度乙烯转化率降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则ΔH<0,故A不正确;相同温度下,增大压强平衡正向移动,乙烯转化率增大,根据图知,压强:p1
开始(mol/L) 1 1 0
消耗(mol/L) 0.2 0.2 0.2
平衡(mol/L) 0.8 0.8 0.2
化学平衡常数K===,故C正确;温度越高、压强越大,化学反应速率越快,反应达到平衡时间越短,温度、压强:ab,故D正确。
16.【答案】(1)MnO2+SO2=Mn2++SO
(2)5≤pH<8 Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)Mg2+ 使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2
(4)抑制MgCl2水解
(5)萃取剂(或有机相2)
(6)MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH−
【解析】锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)加入H2SO4进行酸浸,将MgO、Fe2O3、Al2O3转化为Mg2+、Fe3+、Al3+,并通入SO2将MnO2转化为Mn2+,自身被氧化为SO,SiO2不与二氧化硫和硫酸反应,则滤渣1中主要为SiO2,滤液1中主要含有Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+及SO,调节滤液1的pH,使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3过滤除去,则滤渣2主要含有Al(OH)3、Fe(OH)3,滤液2主要含有Mg2+、Mn2+及SO,向滤液2加入有机萃取剂,溶液分层,分液后有机相1中主要含有Mg2+,水相1中主要含有Mn2+及SO,向有机相1中加入盐酸进行反萃取,Mg2+从有机相1转入水相2,形成含有MgCl2的酸性溶液,对水相2蒸发结晶得到MgCl2·6H2O,在干燥的HCl气流中加热分解得到MgCl2,再进行熔融电解得到金属镁,对水相1进行电解得到金属锰单质和H2SO4,电解后的溶液中含有H2SO4,可返回步骤Ⅰ酸浸使用,据此分析解答。(1)根据分析,“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应,SO2将MnO2转化为Mn2+,自身被氧化为SO,离子方程式为MnO2+SO2=Mn2++SO。(2)调节滤液1的pH,使Fe3+、Al3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3过滤除去,“滤液1”中Mn2+、Mg2+不能形成沉淀,溶液中某离子浓度≤1.0×10−6mol·L−1时,认为该离子沉淀完全,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10−33,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10−38,当Al3+完全沉淀时,Fe3+已经完全沉淀,此时溶液中c(OH−)===1.0×10−9mol·L−1,pOH=9,则pH=14-pOH=5;根据Ksp[Mn(OH)2]=1.8×10−13,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10−11,当“滤液1”中c(Mn2+)为0.18mol·L−1时,溶液中c(OH−)===1.0×10−6mol·L−1,pOH=6,则pH=14-pOH=8,则“调节pH”的范围为5≤pH<8;根据上述分析可知,“滤渣2”的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。(3)根据上述分析可知,“Ⅲ”处“萃取剂”萃取的成分是Mg2+;“Ⅳ”处用“盐酸反萃”的作用是使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2。(4)MgCl2属于强酸弱碱盐,高温下,促进Mg2+发生水解生成Mg(OH)2,在干燥的HCl气流中加热分解,可以抑制MgCl2水解。(5)根据上述分析可知,向有机相1中加入盐酸进行反萃取,Mg2+从有机相1转入水相2,分液后得到有机相2,即为萃取剂,则该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为萃取剂或有机相2。(6)根据图示可知,反应②为Mn3++HX=Mn2++X+H+,反应③为Mn2++MnO2+2H2O=4OH−+2Mn3+,②×2+③可得,反应②③的总反应的离子方程式为MnO2+2HX
=Mn2++2X+2OH−。
17.【答案】(1)
(2)< 三角锥形 三角双锥形
(3)①sp3 C ②黑磷>红磷>白磷 黑磷相当于石墨,属于混合晶体,红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高,所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷
(4)(0.500,-0.090,0.402) 8
【解析】根据P最外层5个电子,写出价电子排布图;根据电负性递变规律,以N元素为中间,判断P与F的电负性大小,以VSEPR理论,判断PF3和PF5的空间结构;根据黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3,判断P原子杂化类型和熔点高低;根据题中图示和所给信息,判断P原子的坐标及晶胞中P原子个数。(1)P为15号元素,其核外价电子排布式为3s23p3,价电子排布图为。(2)同一周期元素,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,N、F同一周期,电负性:x(N)
18.【答案】(1)①CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+352kJ·mol−1 ②0.05 ③< <
(2)H2O H2
(3)0.3% 0.62
【解析】(1)①ⅰ.CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g)+CO2(g) ΔH=-802kJ·mol−1,ⅱ.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH
=-577kJ·mol−1;将方程式ⅰ-2×ⅱ得CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+2H2O(g)+CO2(g) ΔH=-802kJ·mol−1-2×(-
577kJ·mol−1)=+352kJ·mol−1;②开始时c(CO2)==2mol·L−1.c(H2)==3mol·L−1,达到平衡时氢气的转化率为50%,则反应 c(H2)=3mol·L−1×50%=1.5mol·L−1,
可逆反应 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
开始(mol·L−1) 2 3 0 0
反应(mol·L−1) 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡(mol·L−1) 1.5 1.5 0.5 0.5
化学平衡常数K==≈0.05;③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,反应Ⅰ是恒温恒容容器,Ⅱ为绝热恒容容器,反应是放热反应,表中反应Ⅰ、Ⅱ若恒温恒容达到相同平衡状态,Ⅱ为逆向绝热恒容,温度降低,平衡正向进行,平衡常数增大,甲醇浓度增大。(2)升高温度平衡逆向移动,反应物的质量分数增大、生成物的质量分数减小,则A.c为反应物而B.d为生成物,质量增大较多的是二氧化碳、增大较少的是氢气,质量减少较多的是水、减少较少的是乙烯,所以b表示H2O、c表示H2。(3)25℃时2.0mol·L−1的氨水中,c(NH)== mol·L−1=6×10−3mol·L−1,NH3·H2O的电离度α=×100%=×100%=0.3%;将含SO2的烟气通入该氨水中,当溶液显中性时,溶液中c(H+)=c(OH−)=10−7mol·L−1,溶液中的=×===0.62。
19.【答案】(1)打开分液漏斗下端活塞,若分液漏斗中的水不能顺利滴下
(2)Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(3)浓硫酸 防止固体粉末堵塞导管
(4)碱石灰 吸收Cl2,同时阻止空气中的H2O进入D中
(5)Co2O3+6H++2Cl−=2Co2++Cl2↑+3H2O
(6)SOCl2与CoCl2·6H2O的结晶水作用,生成HCl和SO2(或HCl或酸性物质),抑制CoCl2的水解
(7)Co3O4
【解析】(1)夹紧橡皮管,向分液漏斗中加水并打开活塞,如果漏气,分液漏斗内压强减小,水就会流下,如果密闭性很好,则分液漏斗中的水不能顺利流下。(2)漂白精的主要成分是次氯酸钙,其与浓盐酸发生归中反应生成氯气,化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O。(3)氯气是酸性气体,选用酸性干燥剂如浓硫酸进行干燥;由于气流通过硬质玻璃管时,可能带动Co粉,故采用玻璃纤维防止固体粉末堵塞导管。(4)装置E位于整个装置的末端,故它的作用是除去剩余的氯气,故E中可填充碱石灰,其作用是吸收Cl2,同时阻止空气中的H2O进入D中。(5)Co2O3与浓盐酸发生氧化还原反应,离子方程式为Co2O3+6H++2Cl−=2Co2++Cl2↑+3H2O。(6)SOCl2与水反应的化学方程式为SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑,SOCl2与CoCl2·6H2O的结晶水作用,生成HCl和SO2气体,抑制CoCl2的水解。(7)60g沉淀为碳酸钙的质量,则碳酸钙的物质的量为=0.6mol,n(C)=n(CO2)=n(CaCO3)=0.6mol,由元素守恒得n(CoC2O4)=1/2n(C)=0.3mol,m(CoC2O4)=44.1g,反应后得到CO2的质量m(CO2)=0.6×44g=26.4g,由质量守恒定律,26.4g+24.1g-44.1g=6.4g,说明还有氧气参与反应,n(O2)===0.2mol,依据原子守恒配平反应的化学方程式:3CoC2O4+2O2=Co3O4+6
CO2,则钴的氧化物的化学式为Co3O4。
20.【答案】(1)环氧乙烷
(2)醚键、羧基、氨基
(3)取代反应 还原反应
(4)n CH2—CH2—O
(5)(或)
(6)
【解析】(1)A分子中只有一种化学环境的氢,则A为,名称为环氧乙烷。(2)G为,所含官能团有醚键、羧基、氨基;根据流程图,E发生硝化反应生成F(),则E为。(3)根据B.C的结构差别,由B生成C的反应类型是取代反应;根据流程图,由F生成G的反应是硝基的还原反应。(4)PEO是由A在烃基铝催化下加聚而成的线型高分子,该加聚反应的化学方程式为nCH2—CH2—O。(5)D为,三取代芳香化合物W是D的同分异构体。W能发生银镜反应和水解反应,说明W中含有酯基和醛基,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基。1 mol W最多可与4 mol NaOH反应,因此,W属于甲酸苯酚酯,且含有2个酚羟基,W的核磁共振氢谱只有4组峰,则W的结构简式为或。(6)以邻硝基甲苯()和乙醇为原料制备邻氨基苯甲酸乙酯(),可以首先将的甲基氧化为羧基,再与乙醇酯化,最后将硝基还原即可,合成路线为。
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