2023年高考第一次模拟考试卷:化学(辽宁B卷)(全解全析)
展开本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:
H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cr 52 Fe 56 Cu 64 Zn 65 Pb 207
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.2022北京冬奥会,有很多亮点。以下说法不正确的是
A.硅胶是制作冰墩墩外壳的主要原料:加成型液体硅橡胶是由基础聚合物和交联剂交联硫化的一类有机硅材料
B.中国健儿将身披通过三维扫描技术定制的战衣出征:速滑服为有机高分子材料
C.雪上项目将适当采用人造雪:人造雪性能优于天然雪,其化学成分与干冰相同
D.“绿氢”燃料电池客车投入“冰丝带”:光伏电解水制氢可作为绿氢主要来源
【答案】C
【解析】
A.硅橡胶是由C、H、O、Si元素形成的高聚物,加成型液体硅橡胶是由基础聚合物和交联剂交联硫化的一类材料,因此属于有机硅材料,A正确;
B.有机高分子材料是以有机高分子化合物为主要成分的材料,聚氨酯是一种有机高分子化合物,2022年北京冬奥会速滑服主要材料是聚氨酯,因此速滑服应用了有机高分子材料,B正确;
C.雪上项目将适当采用人造雪又称人工造雪,是指人为地通过一定的设备或物理、化学手段,将水(水气)变成雪花或类似雪花的过程。人造雪性能优于天然雪,但其化学成分与冰相同,化学式是H2O,C错误;
D.“绿氢”燃料电池客车投入“冰丝带”,不仅能量利用率高,而且无污染,反应产物水又是生产燃料H2的原料,光伏电解水制氢充分利用太阳能,也无污染物产生,因此可作为绿氢主要来源,D正确;
故合理选项是C。
2.制取H2O2的反应为Na2O2+H2SO4+10H2O=Na2SO4·10H2O+H2O2,下列说法正确的是
A.Na+的结构示意图为B.的空间结构为正四面体形
C.H2O2的电子式为 D.H2O2中O原子的杂化轨道类型为sp2
【答案】B
【解析】
A.钠离子结构示意图为:,A错误;
B.硫原子的价电子对数为4+(6+2-24)/2=4,硫原子采取sp3杂化,硫酸根离子的空间结构为正四面体形,B正确;
C.过氧化氢的电子式为:,C错误;
D.氧原子的价电子对数为2+(6-21)/2=4,氧原子采取sp3杂化,D错误;
答案选B。
3.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1ml比1ml多个质子
B.常温下,12g金刚石中含有的共价键数目为2
C.的溶液中的数目为
D.标准状况下,22.4L与水反应,转移电子的数目为
【答案】B
【解析】
A.H与D的质子数都是1,与两者质子数相同,A错误;
B.金刚石为立体空间结构,1个C原子可形成2个共价键,12g(1ml)金刚石中含有的共价键数目为2,B正确;
C.没有给出液体体积不能计算,C错误;
D.与水反应生成HCl和HClO,且为可逆反应,转移电子的数目小于,D错误;
答案选B。
4.某螺环烃的结构如图。下列描述正确的是
A.能发生取代、加成等反应B.是1,3-丁二烯的同系物
C.与HBr按物质的量1:1加成得1种产物D.所有碳原子处于同一平面
【答案】A
【解析】
A.含有碳碳双键,能发生加成反应,饱和碳原子上有氢,能发生取代反应,故A正确;
B.含有碳环,与1,3-丁二烯结构不同,不是同系物,故B错误;
C.与HBr按物质的量1:1加成的产物有、,故C错误;
D.分子中标*号的碳原子通过单键与另外4个碳原子相连,结构类似甲烷,不可能所有碳原子处于同一平面,故D错误;
选A。
5.某化合物由W、X、Y、Z四种短周期主族元素组成,W、X、Y、Z的原子序数依次增大,最外层电子数之和为15,且四种元素的最外层电子数均不相同,其中X、Y、Z为同周期相邻元素。下列说法错误的是
A.原子半径:X>Y>Z>WB.XW是一种优质的耐高温材料
C.最高正化合价:X
【解析】
短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,最外层电子数之和为15,X,Y,Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,设X的最外层电子数为x,W的最外层电子数为y,则x+x+1+x+2+y=15,整理可得3x+y=12,且x<4、y≤8,x=1时y=9>8(不符合),x=2时y=6,结合原子序数可知X为Mg,Y为Al,Z为Si,W为O元素;x=3时y=3,X、W同主族(不符合要求),以此分析解答。
结合分析可知,W为O,X为Mg,Y为Al,Z为Si元素,
A.主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大小顺序为:X>Y>Z>W,故A正确;
B.XW是MgO,氧化镁熔点高,耐高温,是良好的耐火材料,可制作坩埚,故B正确;
C.W为O,无最高正价,X为Mg,Y为Al,Z为Si,分别是IIA族、IIIA族、IVA族元素,则最高正价:X
故选:C。
6.价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断不合理的是
A.a→f→g→d的每步转化均可一步实现
B.b,c均可与稀硝酸反应,但反应原理不同
C.可通过图2装置制备物质e,且较长时间不易被氧化
D.h具有强氧化性,可用于饮用水的消毒,还原产物可以净水
【答案】C
【详解】
A.如图,可推知该金属为Fe,a为Fe单质,Fe与稀硫酸反应生成,与氯气反应生成,与氨水反应生成,均能一步实现,故A正确;
B.与稀硝酸属于氧化还原反应,与稀硝酸反应属于复分解反应,故B正确;
C.该装置未采取隔绝空气的措施,生成的极易被空气中的氧气氧化生成,故C错误;
D.h为高铁酸盐,具有强氧化性,可用于饮用水的消毒,还原产物为胶体,具有吸附性,可以用于净水,故D正确;
故选C。
7.溶液中和可形成红色配离子,其中三种原子不在一条直线上。下列关于该配离子的说法错误的是
A.只存在极性共价键
B.S的杂化方式为
C.中与配位的原子是N
D.中的键角大于配位前水分子中该键角
【答案】C
【详解】
A.中只存在极性共价键,其中的配位键也属于极性共价键,故A正确;
B.的电子式为,其中S原子有三个孤对电子和一对共用电子对,杂化方式为,故B正确;
C.由的电子式可知,S原子有三个孤对电子,可以与形成配位键,中与配位的原子是S,故C错误;
D.中H2O分子的孤对电子参与形成了配位键,孤对电子减少会导致键角变大,则中的键角大于配位前水分子中该键角,故D正确;
故选C。
8.类比是学习化学的重要方法,下列类比结果合理的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【详解】
A.分子晶体:熔、沸点的高低,取决于分子间作用力的大小。一般来说,组成和结构相似的物质,其分子量越大,分子间作用力越强,熔沸点就越高,但HF分子中存在氢键,应为:HCl
C.H2O和C-O-C中的O均为sp3杂化,且均有两个孤电子对,空间结构相同,均为V形,C正确;
D.相同条件下,碳酸钠的溶解度要大于碳酸氢钠,D错误;
答案选C。
9.硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰化钾的实验装置如图所示:
已知:①CS2不溶于水,密度比水的大;
②NH3不溶于CS2;
③三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂,滴加KOH溶液前,发生反应CS2+3NH3
NH4SCN+NH4HS。下列说法错误的是
A.装置A中的反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
B.装置B中的药品可能为无水氯化钙
C.装置C的作用是观察气泡流速,以便控制加热温度
D.反应结束后,滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再经过减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,即可得到硫氰化钾晶体
【答案】B
【详解】
A. 装置A中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物生成氨气、氯化钙和水,装置A中的反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故A正确;
B. 装置B的作用是干燥氨气,氨气显碱性,则选择用碱石灰作干燥剂,装置B中的药品不可能为无水氯化钙,无水氯化钙能与氨气反应生成CaCl2·8NH3,故B错误;
C. 装置C的作用是观察气泡流速,以便控制加热温度,控制制取氨气的速度,故C正确;
D. 从溶液中获得KSCN晶体常采用冷却结晶的方法,反应结束后,滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再经过减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,即可得到硫氰化钾晶体,故D正确;
故选B。
10.据文献报道,氨催化还原法可用来消除某些污染气体,其反应历程如图所示:
下列说法正确的是
A.V的核外电子排布式为3d34s2
B.当消耗标准状况下11.2L O2时,整个过程转移6ml e-
C.V5+-OH在该反应过程中作催化剂,V4+-OH是该反应过程的中间产物
D.总反应化学方程式:4NH3+3O22N2+6H2O
【答案】B
【解析】
A.V为23号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,A错误;
B.由历程图可知,总反应为4NO+4NH3+O24N2+6H2O,反应中化合价升高的元素为氨气中氮元素,降低的元素为一氧化氮中氮元素和氧气中氧元素,电子转移关系为4NH3~12e-~O2,则消耗标准状况下11.2LO2时,O2的物质的量为0.5ml,整个过程转移电子的物质的量为12×0.5ml=6ml,B正确;
C.由历程图可知,V5+-OH、 V4+-OH在该反应前后质量和化学性质不变,均作催化剂,C错误;
D.由B分析可知,总反应为4NO+4NH3+O24N2+6H2O,D错误;
故选B。
11.钛铁矿(,其中Ti为+4价)在高温下经氯化得到四氯化钛,再制取金属钛的流程如图所示。
下列说法正确的是
A.氯化反应中与C的物质的量之比为6:7
B.氯化过程中既不是氧化剂也不是还原剂
C.制取金属钛的反应可得到还原性:
D.制取金属钛时选用Ar气的目的是隔绝空气
【答案】D
【解析】
A.根据得失电子守恒知,氯化过程中发生反应的化学方程式为,则氯化反应中与C的物质的量之比为7:6,A错误;
B.中Fe的化合价为,反应后被氧化为,因此作还原剂,B错误;
C.还原剂的还原性强于还原产物的还原性,和镁反应被还原为钛单质,则还原性:,C错误;
D.制取金属钛时选用氩气的目的是隔绝空气,防止Ti、Mg与空气中的成分发生反应,D正确;
故选D。
12.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16ml充入10L恒容密闭容器中,发生反应
,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表:
下列说法正确的是
A.前4min内反应的平均速率
B.其他条件不变,升高温度,反应达到新平衡前
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D.其他条件不变,再充入0.2ml Z,平衡时X的体积分数增大
【答案】C
【解析】
A.反应前4min,消耗n(Y)=(0.16ml-0.11ml)=0.05ml,根据反应方程式,则生成n(Z)=0.05ml×2=0.10ml,根据化学反应速率的表达式v(Z)= ,A错误;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,即v(逆)>v(正),B错误;
C.由题干信息可知, ,故化学平衡为 ,C正确;
D.因为反应前后气体系数之和相等,因此其他条件不变时,再充入0.2mlZ,重新达到平衡,与原平衡为等效平衡,则平衡时X的体积分数不变,D错误;
故选C。
13.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
【答案】B
【解析】
A.向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,生成的沉淀是硫酸钙, 二者发生了氧化还原反应,则不能证明酸性:H2SO3>HClO,故A错误;
B.水分子是极性分子 ,而碘和四氯化碳的分子都属于非极性分子,根据相似相容原理,所以碘易溶于四氯化碳,故B正确;
C.电石的主要成分是碳化钙,还含有磷、硫等元素,与食盐水生成的气体除乙炔外,还产生PH3和H2S等气体,H2S也可使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.常温下,用pH计分别测定1ml/L和0.1ml/L的醋酸铵溶液的pH,pH都等于7,说明醋酸根离子和铵根离子在不同浓度下的水解程度相同,故D错误;
答案B。
14.为适应可再生能源的波动性和间歇性,我国科学家设计了一种电化学装置,其原理如下图所示。当闭合和、打开时,装置处于蓄电状态;当打开和、闭合时,装置处于放电状态。放电状态时,双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法不正确的是
A.蓄电时,碳锰电极为阳极
B.蓄电时,图中右侧电解池发生的总反应为
C.放电时,每消耗1ml,理论上有2ml由双极膜向碳锰电极迁移
D.理论上,该电化学装置运行过程中需要不断补充和KOH溶液
【答案】D
【解析】
当闭合和、打开时,装置处于蓄电状态,即为电解池,得电子生成H2,H元素化合价降低,则为阴极,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极;ZnO得电子生成Zn,则锌电极为阴极;当打开和、闭合时,装置处于放电状态,即原电池,锌电极为负极,碳锰电极为正极;
A.由分析可知,蓄电时即为电解池,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极,A正确;
B.蓄电时,右侧电解池中ZnO得电子生成Zn,电极反应式为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-,OH-失电子生成O2,电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O,发生的总反应为,B正确;
C.放电时,碳锰电极为正极,电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,每消耗1ml ,需要消耗4ml H+,但碳锰电极只生成2ml正电荷,剩余正电荷需要从双极膜间解离出是氢离子转移至左侧,因此理论上有2ml 由双极膜向碳锰电极迁移,C正确;
D.该电化学装置运行过程中得电子生成H2,但实际过程为消耗了溶剂水,氢离子浓度增大,OH-失电子生成O2,但实际也消耗了溶剂水,氢氧根离子浓度同样增大,则不需要不断补充和KOH溶液,D错误;
故选:D。
15.25℃时,将HCl气体缓慢通入0.1 ml·L−1的氨水中,溶液的pH、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应物的物质的量之比[]的关系如下图所示。若忽略溶液体积变化,下列有关说法错误的是
A.25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数为10−4.75
B.t =0.5时,c(NH) > c(Cl−) > c(NH3·H2O)
C.P2所示溶液:c(NH) > 100c(NH3·H2O)
D.P1所示溶液:c(Cl−) = 0.05ml·L−1
【答案】D
【解析】
由图可知P1时铵根和一水合氨的浓度相同,P2时溶液显中性氢离子和氢氧根离子相同,同时结合一水合氨的电离常数的表达式,,以此解题。
A.由图可知,图中P1点pH=9.25,c(OH−)=10-4.75ml·L−1,此时,则NH3·H2O的电离平衡常数,A正确;
B.t =0.5时溶质为等浓度的氯化铵和一水合氨的混合物,由图可知溶液此时显碱性,则一水合氨的电离大于铵根离子水解,则此时溶液中的离子浓度大小顺序为:c(NH) > c(Cl−) > c(NH3·H2O),B正确;
C.P2所示溶液pH=7,c(OH−)=10-7ml·L−1,根据其电离常数,则,故c(NH) > 100c(NH3·H2O),C正确;
D.P1所示溶液中电荷守恒,,由图可知P1点时,且c()=10-1ml·L−1,,则,,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(14分)铅蓄电池的拆解、回收和利用可以减少其对环境的污染,具有重要的可持续发展意义。利用废铅蓄电池的铅膏(主要成分为PbSO4、PbO2),还有少重Pb、Fe2O3、Al2O3)制备PbO的流程如图:
回答下列问题:
(1)步骤①将废铅膏研磨过筛的目的是_____________。
(2)向废铅膏粉中加入NaOH溶液可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是__________。
(3)溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、_______。
(4)加入CH3COOH溶液和H2O2溶液可将脱硫铅膏中的含铅物质转化为(CH3COO)2Pb。PbO2转化为(CH2COO)2Pb的化学方程式是_________________________。
(5)为使Pb2+完全沉淀并获得纯净的PbO,需向溶液Ⅱ中分两次加入NaOH溶液。第一次加入的目的是_____________,过滤后,第二次加入NaOH溶液调节溶液的pH至少为__________。
(已知:25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,Ksp[Pb(OH)2]=1×10-16)。
(6)若废铅膏中铅元素的质量分数为69%,用上述流程对1kg废铅膏进行处理,得到669g PbO,则铅的回收率为_______%。
【答案】
(1)增大反应物接触面积,提高反应速率
(2)PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O
(3)SO、AlO
(4)PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑
(5)除去多余的CH3COOH并将Fe3+转为沉淀除去 8.7
(6)89.2%
【解析】加入NaOH可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O,NaOH溶液与杂质中Al2O3反应生成NaAlO2和水,溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、SO、AlO,加入CH3COOH溶液和H2O2溶液可将PbO2转化为(CH2COO)2Pb,化学方程式是PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑,杂质Fe2O3与醋酸反应生成Fe3+,第一次加入NaOH溶液除去杂质铁离子,第二次使Pb2+完全沉淀并获得纯净的PbO;
(1)步骤①将废铅膏研磨过筛的目的是增大反应物接触面积,提高反应速率;
(2)加入NaOH溶液可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O;
(3)NaOH与Al2O3反应生成NaAlO2和水,溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、SO、AlO;
(4)加入H2O2溶液与PbO2发生氧化还原反应生成Pb2+,与CH3COOH溶液和反应转化为(CH3COO)2Pb,则PbO2转化为(CH2COO)2Pb的化学方程式是PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑;
(5)杂质Fe2O3与醋酸反应生成Fe3+,第一次加入NaOH溶液的目的是除去多余的CH3COOH并将Fe3+转为沉淀除去;过滤除去Fe(OH)3沉淀后,第二次加入NaOH溶液调节溶液的pH恰好开始沉淀Pb2+,由溶解平衡:Pb(OH)2Pb2++2OH-,则,25℃时,调节溶液的pH至少为8.7;
(6)669gPbO中铅元素的质量为,1kg废铅膏中铅元素的质量为1000g×69%=690g,则铅的回收率为。
17.(13分)氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
(1)已知: 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·ml-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·ml-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ·ml-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_________。
(2)汽车尾气中的NO和CO在一定条件下可发生反应生成无毒的N2和CO2。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(脱氮率即NO的转化率)如图所示。M点_______(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是__________。
(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理如图。
①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极上的电极反应式:_____________。
(4)某温度下,在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)N2(g)+2NO2(g) ΔH<0,其正反应速率表达式为v正=k正·cn(NO)(k正为速率常数,只与温度有关),测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
则k正=_______ml-3·L3·s-1;下列对于该反应的说法正确的是_______(填标号)。
A.当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态
B.当的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态
C.反应达到化学平衡状态时,每消耗0.1ml NO就会消耗0.05ml NO2
D.反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅
E.反应达到平衡状态后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量减小
【答案】
(1)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747kJ·ml-1
(2)不是 该反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡脱氮率比温度高时的大,根据cat2对应曲线可知,M点对应温度的平衡脱氮率应该更高
(3)还原 NO+O2--2e-=NO2
(4)4.00×10-5 ACE
【解析】
(1)由反应的平衡常数表达式为K=,可得化学反应方程式:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),根据盖斯定律可知该反应可由反应2×②-①-③,该反应的ΔH=2×ΔH2-ΔH1-ΔH3=2×(-393.5kJ·ml-1)-( -221kJ·ml-1)-( +181kJ·ml-1)= -747kJ·ml-1,反应的热化学方程式为:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747kJ·ml-1,故答案为:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747kJ·ml-1;
(2)分析图像可知M点不是对应温度下的平衡脱氮率,因为该反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡脱氮率应比温度高时的大,根据cat2对应曲线可知,M点对应温度的平衡脱氮率应该更高。故答案为:不是;该反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡脱氮率比温度高时的大,根据cat2对应曲线可知,M点对应温度的平衡脱氮率应该更高;
(3)由装置图可知Pt电极上氧气得电子生成氧离子,发生还原反应,作正极,NiO电极上NO失电子结合氧离子生成NO2,电极反应式为:NO+O2--2e-=NO2,故答案为:还原;NO+O2--2e-=NO2;
(4)由表中数据可得:4.00×10-9=0.1 nk正,6.4×10-8=0.2 nk正,解得:n=4,k正=4.00×10-5;
A.当混合气体颜色保持不变时,说明二氧化氮的浓度保持不变,反应达到化学平衡状态,故选;
B.氮气和二氧化氮为生成物,物质的量之比始终保持1:2,故之比保持不变不能说明反应达到化学平衡状态,故不选;
C.每消耗0.1mlNO就会消耗0.05mlNO2,可说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到化学平衡状态,故选;
D.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,二氧化氮的浓度增大,混合气体的颜色变深,故不选;
E.反应达到平衡状态后,若减小压强,平衡逆向移动,气体的物质的量增大,气体质量不变,则混合气体的平均相对分子质量减小,故选;
故答案为:4.00×10-5;ACE;
18.(14分)硫脲[]是一种白色晶体,熔点180℃,易溶于水和乙醇,受热时部分发生异构化反应而生成硫氰化铵,可用于制造药物,也可用作橡胶的硫化促进剂以及金属矿物的浮选剂等。回答下列问题:
I. 硫脲的制备:
已知:将石灰氮()和水的混合物加热至80℃时,通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳,实验装置如图所示。
(1)装置B中的试剂X和试剂Y的最佳组合是_______(填序号)。
A.固体+浓硫酸 B.固体+稀硝酸 C.固体+稀盐酸
(2)仪器M的名称为_______。按(1)中所选试剂组合,按气流从左到右的方向,上述装置的合理连接顺序为c→_______________(填仪器接口的小写字母)。
(3)装置C中反应温度控制在80℃,温度不宜过高或过低的原因是_______________,装置C中反应的化学方程式为_______________________。
II. 硫脲的分离及产品含量的测定:
(4)装置C反应后的液体过滤后,将滤液减压蒸发浓缩,之后冷却结晶,离心分离,烘干即可得到产品。称取mg产品,加水溶解配成500mL溶液,量取25mL于锥形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性,用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液。
①硫脲[]中硫元素的化合价为_______价。
②滴定时,硫脲转化为、、的离子方程式为_______________。
③样品中硫脲的质量分数为_______(用含“m,c、V”的式子表示)。
【答案】
(1)C
(2)恒压滴液漏斗
(3)温度过高,硫脲会部分发生异构化反应而生成硫氰化铵;温度过低,反应速度缓慢
(4)-2
【解析】
装置B用于制备H2S气体,故试剂X和试剂Y的最佳组合是FeS固体+稀盐酸,稀硝酸和浓硫酸会氧化H2S气体;装置A中装有饱和NaHS溶液,可以除去H2S中的HCl;装置C中,将石灰氮()和水的混合物加热至80℃时,通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳;装置D是尾气吸收装置,防止H2S污染空气;故装置连接顺序为。
(1)装置B用于制备H2S气体,故试剂X和试剂Y的最佳组合是FeS固体+稀盐酸,稀硝酸和浓硫酸会氧化H2S气体,答案选C;
(2)仪器M为恒压滴液漏斗;由分析可知,上述装置的合理连接顺序为;
(3)若反应温度过高,硫脲会部分发生异构化反应而生成硫氰化铵;若反应温度过低,反应速度缓慢,故装置C中反应温度控制在80℃;装置C中,将石灰氮()和水的混合物加热至80℃时,通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳,化学方程式为;
(4)①硫脲[]中,C元素的化合价为+4价、N元素的化合价为-3价、H元素的化合价为+1价,则硫元素的化合价为-2价;
②滴定时,硫脲转化为、、,反应的离子方程式为;
③用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液,消耗的物质的量为,根据可知,mg产品中的物质的量为=,则样品中硫脲的质量分数为=。
19.(14分)化合物H(格列齐特)是一种有效的磺酰脲类口服抗糖尿病药。某课题组设计合成路线如下:
已知:
①
②
请回答:
(1)下列说法正确的是___________。
A.化合物A中所有碳原子共平面
B.1ml化合物F在酸性条件下发生水解,该过程最多消耗3ml盐酸
C.化合物J到Ⅰ的反应为加成反应
D.化合物H的分子式为
(2)请在如图化合物D中正确的位置处用“*”标出所有的手性碳原子_____。
(3)化合物C的结构简式___________;化合物E的结构简式___________。
(4)写出的化学方程式:_________________________。
(5)写出2种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式____________。
①有两个六元环(不含其它环),其中一个为苯环且为单取代
②除苯环外,结构中只含有3种不同的氢
(6)以化合物甲苯()和氯仿为原料,设计合成化合物K→化合物J的路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)________________________________________________。
(已知:)
【答案】
(1)CD
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【解析】
根据B、D的结构简式及C的分子式可推知C的结构简式为,根据D、F的结构简式及E的分子式可推知E的结构简式为,根据J、H的结构简式和I的分子式可推知I的结构简式为,再其他有机物的转化及反应原理分析解答。
(1)A. 化合物A()有亚甲基,根据甲烷分子为正四面体可推知,该化合物中所有碳原子不可能共平面,选项A错误;
B. 1ml化合物F在酸性条件下发生水解,该过程最多消耗1ml盐酸生成氯化铵,选项B错误;
C. 根据J与氨气和I的结构简式可推知,化合物J到Ⅰ的反应是J与氨气发生加成反应而得,选项C正确;
D. 根据化合物H的结构简式可知,其分子式为,选项D正确;
答案选CD;
(2)手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,可用“*”标出D中的手性碳原子如下:;
(3)根据流程的分析可知,化合物C的结构简式为 ;化合物E的结构简式为;
(4)的化学方程式为: ;
(5)B为,其同分异构体:①有两个六元环(不含其它环),其中一个为苯环且为单取代,②除苯环外,结构中只含有3种不同的氢,符合条件的同分异构体可以为 ;
(6)以化合物甲苯()和氯仿为原料,设计合成化合物K→化合物J的路线,首先由得到COCl2,甲苯磺化反应得到 ,转化为, 与COCl2反应生成,合成路线如下:
选项
已知
结论
A
沸点:
沸点:HFB
酸性:
酸性:HCl>HI
C
的分子构型为V形
二甲醚的分子骨架(C—O—C)构型为V形
D
溶解度:
溶解度:
t/min
2
4
7
9
n(Y)/ml
0.12
0.11
0.10
0.10
选项
实验操作
现象
结论
A
在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体
有沉淀生成
证明酸性:H2SO3>HClO
B
向5mL碘水中加入1mL CCl4振荡静置
上层无色,下层紫色
证明“相似相溶”
C
实验室将饱和食盐水滴在电石上,使生成的气体通入高锰酸钾溶液
溶液褪色
证明有乙炔生成
D
常温下,用pH计分别测定1ml/L和0.1ml/L的醋酸铵溶液的pH
pH都等于7
证明醋酸铵溶液中水的
电离程度与其浓度无关
序号
c(NO)/(ml·L-1)
v正/(ml·L-1·s-1)
①
0.10
4.00×10-9
②
0.20
6.40×10-8
③
0.30
3.24×10-7
D.相同条件下,碳酸钠的溶解度要大于碳酸氢钠,D错误;
答案选C。
9.硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰化钾的实验装置如图所示:
已知:①CS2不溶于水,密度比水的大;
②NH3不溶于CS2;
③三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂,滴加KOH溶液前,发生反应CS2+3NH3
NH4SCN+NH4HS。下列说法错误的是
A.装置A中的反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
B.装置B中的药品可能为无水氯化钙
C.装置C的作用是观察气泡流速,以便控制加热温度
D.反应结束后,滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再经过减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,即可得到硫氰化钾晶体
【答案】B
【详解】
A. 装置A中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物生成氨气、氯化钙和水,装置A中的反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故A正确;
B. 装置B的作用是干燥氨气,氨气显碱性,则选择用碱石灰作干燥剂,装置B中的药品不可能为无水氯化钙,无水氯化钙能与氨气反应生成CaCl2·8NH3,故B错误;
C. 装置C的作用是观察气泡流速,以便控制加热温度,控制制取氨气的速度,故C正确;
D. 从溶液中获得KSCN晶体常采用冷却结晶的方法,反应结束后,滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再经过减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,即可得到硫氰化钾晶体,故D正确;
故选B。
10.据文献报道,氨催化还原法可用来消除某些污染气体,其反应历程如图所示:
下列说法正确的是
A.V的核外电子排布式为3d34s2
B.当消耗标准状况下11.2L O2时,整个过程转移6ml e-
C.V5+-OH在该反应过程中作催化剂,V4+-OH是该反应过程的中间产物
D.总反应化学方程式:4NH3+3O22N2+6H2O
【答案】B
【解析】
A.V为23号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,A错误;
B.由历程图可知,总反应为4NO+4NH3+O24N2+6H2O,反应中化合价升高的元素为氨气中氮元素,降低的元素为一氧化氮中氮元素和氧气中氧元素,电子转移关系为4NH3~12e-~O2,则消耗标准状况下11.2LO2时,O2的物质的量为0.5ml,整个过程转移电子的物质的量为12×0.5ml=6ml,B正确;
C.由历程图可知,V5+-OH、 V4+-OH在该反应前后质量和化学性质不变,均作催化剂,C错误;
D.由B分析可知,总反应为4NO+4NH3+O24N2+6H2O,D错误;
故选B。
11.钛铁矿(,其中Ti为+4价)在高温下经氯化得到四氯化钛,再制取金属钛的流程如图所示。
下列说法正确的是
A.氯化反应中与C的物质的量之比为6:7
B.氯化过程中既不是氧化剂也不是还原剂
C.制取金属钛的反应可得到还原性:
D.制取金属钛时选用Ar气的目的是隔绝空气
【答案】D
【解析】
A.根据得失电子守恒知,氯化过程中发生反应的化学方程式为,则氯化反应中与C的物质的量之比为7:6,A错误;
B.中Fe的化合价为,反应后被氧化为,因此作还原剂,B错误;
C.还原剂的还原性强于还原产物的还原性,和镁反应被还原为钛单质,则还原性:,C错误;
D.制取金属钛时选用氩气的目的是隔绝空气,防止Ti、Mg与空气中的成分发生反应,D正确;
故选D。
12.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16ml充入10L恒容密闭容器中,发生反应
,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表:
下列说法正确的是
A.前4min内反应的平均速率
B.其他条件不变,升高温度,反应达到新平衡前
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D.其他条件不变,再充入0.2ml Z,平衡时X的体积分数增大
【答案】C
【解析】
A.反应前4min,消耗n(Y)=(0.16ml-0.11ml)=0.05ml,根据反应方程式,则生成n(Z)=0.05ml×2=0.10ml,根据化学反应速率的表达式v(Z)= ,A错误;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,即v(逆)>v(正),B错误;
C.由题干信息可知, ,故化学平衡为 ,C正确;
D.因为反应前后气体系数之和相等,因此其他条件不变时,再充入0.2mlZ,重新达到平衡,与原平衡为等效平衡,则平衡时X的体积分数不变,D错误;
故选C。
13.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
【答案】B
【解析】
A.向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,生成的沉淀是硫酸钙, 二者发生了氧化还原反应,则不能证明酸性:H2SO3>HClO,故A错误;
B.水分子是极性分子 ,而碘和四氯化碳的分子都属于非极性分子,根据相似相容原理,所以碘易溶于四氯化碳,故B正确;
C.电石的主要成分是碳化钙,还含有磷、硫等元素,与食盐水生成的气体除乙炔外,还产生PH3和H2S等气体,H2S也可使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.常温下,用pH计分别测定1ml/L和0.1ml/L的醋酸铵溶液的pH,pH都等于7,说明醋酸根离子和铵根离子在不同浓度下的水解程度相同,故D错误;
答案B。
14.为适应可再生能源的波动性和间歇性,我国科学家设计了一种电化学装置,其原理如下图所示。当闭合和、打开时,装置处于蓄电状态;当打开和、闭合时,装置处于放电状态。放电状态时,双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法不正确的是
A.蓄电时,碳锰电极为阳极
B.蓄电时,图中右侧电解池发生的总反应为
C.放电时,每消耗1ml,理论上有2ml由双极膜向碳锰电极迁移
D.理论上,该电化学装置运行过程中需要不断补充和KOH溶液
【答案】D
【解析】
当闭合和、打开时,装置处于蓄电状态,即为电解池,得电子生成H2,H元素化合价降低,则为阴极,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极;ZnO得电子生成Zn,则锌电极为阴极;当打开和、闭合时,装置处于放电状态,即原电池,锌电极为负极,碳锰电极为正极;
A.由分析可知,蓄电时即为电解池,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极,A正确;
B.蓄电时,右侧电解池中ZnO得电子生成Zn,电极反应式为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-,OH-失电子生成O2,电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O,发生的总反应为,B正确;
C.放电时,碳锰电极为正极,电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,每消耗1ml ,需要消耗4ml H+,但碳锰电极只生成2ml正电荷,剩余正电荷需要从双极膜间解离出是氢离子转移至左侧,因此理论上有2ml 由双极膜向碳锰电极迁移,C正确;
D.该电化学装置运行过程中得电子生成H2,但实际过程为消耗了溶剂水,氢离子浓度增大,OH-失电子生成O2,但实际也消耗了溶剂水,氢氧根离子浓度同样增大,则不需要不断补充和KOH溶液,D错误;
故选:D。
15.25℃时,将HCl气体缓慢通入0.1 ml·L−1的氨水中,溶液的pH、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应物的物质的量之比[]的关系如下图所示。若忽略溶液体积变化,下列有关说法错误的是
A.25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数为10−4.75
B.t =0.5时,c(NH) > c(Cl−) > c(NH3·H2O)
C.P2所示溶液:c(NH) > 100c(NH3·H2O)
D.P1所示溶液:c(Cl−) = 0.05ml·L−1
【答案】D
【解析】
由图可知P1时铵根和一水合氨的浓度相同,P2时溶液显中性氢离子和氢氧根离子相同,同时结合一水合氨的电离常数的表达式,,以此解题。
A.由图可知,图中P1点pH=9.25,c(OH−)=10-4.75ml·L−1,此时,则NH3·H2O的电离平衡常数,A正确;
B.t =0.5时溶质为等浓度的氯化铵和一水合氨的混合物,由图可知溶液此时显碱性,则一水合氨的电离大于铵根离子水解,则此时溶液中的离子浓度大小顺序为:c(NH) > c(Cl−) > c(NH3·H2O),B正确;
C.P2所示溶液pH=7,c(OH−)=10-7ml·L−1,根据其电离常数,则,故c(NH) > 100c(NH3·H2O),C正确;
D.P1所示溶液中电荷守恒,,由图可知P1点时,且c()=10-1ml·L−1,,则,,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(14分)铅蓄电池的拆解、回收和利用可以减少其对环境的污染,具有重要的可持续发展意义。利用废铅蓄电池的铅膏(主要成分为PbSO4、PbO2),还有少重Pb、Fe2O3、Al2O3)制备PbO的流程如图:
回答下列问题:
(1)步骤①将废铅膏研磨过筛的目的是_____________。
(2)向废铅膏粉中加入NaOH溶液可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是__________。
(3)溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、_______。
(4)加入CH3COOH溶液和H2O2溶液可将脱硫铅膏中的含铅物质转化为(CH3COO)2Pb。PbO2转化为(CH2COO)2Pb的化学方程式是_________________________。
(5)为使Pb2+完全沉淀并获得纯净的PbO,需向溶液Ⅱ中分两次加入NaOH溶液。第一次加入的目的是_____________,过滤后,第二次加入NaOH溶液调节溶液的pH至少为__________。
(已知:25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,Ksp[Pb(OH)2]=1×10-16)。
(6)若废铅膏中铅元素的质量分数为69%,用上述流程对1kg废铅膏进行处理,得到669g PbO,则铅的回收率为_______%。
【答案】
(1)增大反应物接触面积,提高反应速率
(2)PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O
(3)SO、AlO
(4)PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑
(5)除去多余的CH3COOH并将Fe3+转为沉淀除去 8.7
(6)89.2%
【解析】加入NaOH可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O,NaOH溶液与杂质中Al2O3反应生成NaAlO2和水,溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、SO、AlO,加入CH3COOH溶液和H2O2溶液可将PbO2转化为(CH2COO)2Pb,化学方程式是PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑,杂质Fe2O3与醋酸反应生成Fe3+,第一次加入NaOH溶液除去杂质铁离子,第二次使Pb2+完全沉淀并获得纯净的PbO;
(1)步骤①将废铅膏研磨过筛的目的是增大反应物接触面积,提高反应速率;
(2)加入NaOH溶液可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O;
(3)NaOH与Al2O3反应生成NaAlO2和水,溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、SO、AlO;
(4)加入H2O2溶液与PbO2发生氧化还原反应生成Pb2+,与CH3COOH溶液和反应转化为(CH3COO)2Pb,则PbO2转化为(CH2COO)2Pb的化学方程式是PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑;
(5)杂质Fe2O3与醋酸反应生成Fe3+,第一次加入NaOH溶液的目的是除去多余的CH3COOH并将Fe3+转为沉淀除去;过滤除去Fe(OH)3沉淀后,第二次加入NaOH溶液调节溶液的pH恰好开始沉淀Pb2+,由溶解平衡:Pb(OH)2Pb2++2OH-,则,25℃时,调节溶液的pH至少为8.7;
(6)669gPbO中铅元素的质量为,1kg废铅膏中铅元素的质量为1000g×69%=690g,则铅的回收率为。
17.(13分)氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
(1)已知: 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·ml-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·ml-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ·ml-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_________。
(2)汽车尾气中的NO和CO在一定条件下可发生反应生成无毒的N2和CO2。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(脱氮率即NO的转化率)如图所示。M点_______(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是__________。
(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理如图。
①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极上的电极反应式:_____________。
(4)某温度下,在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)N2(g)+2NO2(g) ΔH<0,其正反应速率表达式为v正=k正·cn(NO)(k正为速率常数,只与温度有关),测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
则k正=_______ml-3·L3·s-1;下列对于该反应的说法正确的是_______(填标号)。
A.当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态
B.当的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态
C.反应达到化学平衡状态时,每消耗0.1ml NO就会消耗0.05ml NO2
D.反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅
E.反应达到平衡状态后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量减小
【答案】
(1)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747kJ·ml-1
(2)不是 该反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡脱氮率比温度高时的大,根据cat2对应曲线可知,M点对应温度的平衡脱氮率应该更高
(3)还原 NO+O2--2e-=NO2
(4)4.00×10-5 ACE
【解析】
(1)由反应的平衡常数表达式为K=,可得化学反应方程式:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),根据盖斯定律可知该反应可由反应2×②-①-③,该反应的ΔH=2×ΔH2-ΔH1-ΔH3=2×(-393.5kJ·ml-1)-( -221kJ·ml-1)-( +181kJ·ml-1)= -747kJ·ml-1,反应的热化学方程式为:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747kJ·ml-1,故答案为:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747kJ·ml-1;
(2)分析图像可知M点不是对应温度下的平衡脱氮率,因为该反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡脱氮率应比温度高时的大,根据cat2对应曲线可知,M点对应温度的平衡脱氮率应该更高。故答案为:不是;该反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡脱氮率比温度高时的大,根据cat2对应曲线可知,M点对应温度的平衡脱氮率应该更高;
(3)由装置图可知Pt电极上氧气得电子生成氧离子,发生还原反应,作正极,NiO电极上NO失电子结合氧离子生成NO2,电极反应式为:NO+O2--2e-=NO2,故答案为:还原;NO+O2--2e-=NO2;
(4)由表中数据可得:4.00×10-9=0.1 nk正,6.4×10-8=0.2 nk正,解得:n=4,k正=4.00×10-5;
A.当混合气体颜色保持不变时,说明二氧化氮的浓度保持不变,反应达到化学平衡状态,故选;
B.氮气和二氧化氮为生成物,物质的量之比始终保持1:2,故之比保持不变不能说明反应达到化学平衡状态,故不选;
C.每消耗0.1mlNO就会消耗0.05mlNO2,可说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到化学平衡状态,故选;
D.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,二氧化氮的浓度增大,混合气体的颜色变深,故不选;
E.反应达到平衡状态后,若减小压强,平衡逆向移动,气体的物质的量增大,气体质量不变,则混合气体的平均相对分子质量减小,故选;
故答案为:4.00×10-5;ACE;
18.(14分)硫脲[]是一种白色晶体,熔点180℃,易溶于水和乙醇,受热时部分发生异构化反应而生成硫氰化铵,可用于制造药物,也可用作橡胶的硫化促进剂以及金属矿物的浮选剂等。回答下列问题:
I. 硫脲的制备:
已知:将石灰氮()和水的混合物加热至80℃时,通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳,实验装置如图所示。
(1)装置B中的试剂X和试剂Y的最佳组合是_______(填序号)。
A.固体+浓硫酸 B.固体+稀硝酸 C.固体+稀盐酸
(2)仪器M的名称为_______。按(1)中所选试剂组合,按气流从左到右的方向,上述装置的合理连接顺序为c→_______________(填仪器接口的小写字母)。
(3)装置C中反应温度控制在80℃,温度不宜过高或过低的原因是_______________,装置C中反应的化学方程式为_______________________。
II. 硫脲的分离及产品含量的测定:
(4)装置C反应后的液体过滤后,将滤液减压蒸发浓缩,之后冷却结晶,离心分离,烘干即可得到产品。称取mg产品,加水溶解配成500mL溶液,量取25mL于锥形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性,用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液。
①硫脲[]中硫元素的化合价为_______价。
②滴定时,硫脲转化为、、的离子方程式为_______________。
③样品中硫脲的质量分数为_______(用含“m,c、V”的式子表示)。
【答案】
(1)C
(2)恒压滴液漏斗
(3)温度过高,硫脲会部分发生异构化反应而生成硫氰化铵;温度过低,反应速度缓慢
(4)-2
【解析】
装置B用于制备H2S气体,故试剂X和试剂Y的最佳组合是FeS固体+稀盐酸,稀硝酸和浓硫酸会氧化H2S气体;装置A中装有饱和NaHS溶液,可以除去H2S中的HCl;装置C中,将石灰氮()和水的混合物加热至80℃时,通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳;装置D是尾气吸收装置,防止H2S污染空气;故装置连接顺序为。
(1)装置B用于制备H2S气体,故试剂X和试剂Y的最佳组合是FeS固体+稀盐酸,稀硝酸和浓硫酸会氧化H2S气体,答案选C;
(2)仪器M为恒压滴液漏斗;由分析可知,上述装置的合理连接顺序为;
(3)若反应温度过高,硫脲会部分发生异构化反应而生成硫氰化铵;若反应温度过低,反应速度缓慢,故装置C中反应温度控制在80℃;装置C中,将石灰氮()和水的混合物加热至80℃时,通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳,化学方程式为;
(4)①硫脲[]中,C元素的化合价为+4价、N元素的化合价为-3价、H元素的化合价为+1价,则硫元素的化合价为-2价;
②滴定时,硫脲转化为、、,反应的离子方程式为;
③用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液,消耗的物质的量为,根据可知,mg产品中的物质的量为=,则样品中硫脲的质量分数为=。
19.(14分)化合物H(格列齐特)是一种有效的磺酰脲类口服抗糖尿病药。某课题组设计合成路线如下:
已知:
①
②
请回答:
(1)下列说法正确的是___________。
A.化合物A中所有碳原子共平面
B.1ml化合物F在酸性条件下发生水解,该过程最多消耗3ml盐酸
C.化合物J到Ⅰ的反应为加成反应
D.化合物H的分子式为
(2)请在如图化合物D中正确的位置处用“*”标出所有的手性碳原子_____。
(3)化合物C的结构简式___________;化合物E的结构简式___________。
(4)写出的化学方程式:_________________________。
(5)写出2种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式____________。
①有两个六元环(不含其它环),其中一个为苯环且为单取代
②除苯环外,结构中只含有3种不同的氢
(6)以化合物甲苯()和氯仿为原料,设计合成化合物K→化合物J的路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)________________________________________________。
(已知:)
【答案】
(1)CD
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【解析】
根据B、D的结构简式及C的分子式可推知C的结构简式为,根据D、F的结构简式及E的分子式可推知E的结构简式为,根据J、H的结构简式和I的分子式可推知I的结构简式为,再其他有机物的转化及反应原理分析解答。
(1)A. 化合物A()有亚甲基,根据甲烷分子为正四面体可推知,该化合物中所有碳原子不可能共平面,选项A错误;
B. 1ml化合物F在酸性条件下发生水解,该过程最多消耗1ml盐酸生成氯化铵,选项B错误;
C. 根据J与氨气和I的结构简式可推知,化合物J到Ⅰ的反应是J与氨气发生加成反应而得,选项C正确;
D. 根据化合物H的结构简式可知,其分子式为,选项D正确;
答案选CD;
(2)手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,可用“*”标出D中的手性碳原子如下:;
(3)根据流程的分析可知,化合物C的结构简式为 ;化合物E的结构简式为;
(4)的化学方程式为: ;
(5)B为,其同分异构体:①有两个六元环(不含其它环),其中一个为苯环且为单取代,②除苯环外,结构中只含有3种不同的氢,符合条件的同分异构体可以为 ;
(6)以化合物甲苯()和氯仿为原料,设计合成化合物K→化合物J的路线,首先由得到COCl2,甲苯磺化反应得到 ,转化为, 与COCl2反应生成,合成路线如下:
选项
已知
结论
A
沸点:
沸点:HF
酸性:
酸性:HCl>HI
C
的分子构型为V形
二甲醚的分子骨架(C—O—C)构型为V形
D
溶解度:
溶解度:
t/min
2
4
7
9
n(Y)/ml
0.12
0.11
0.10
0.10
选项
实验操作
现象
结论
A
在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体
有沉淀生成
证明酸性:H2SO3>HClO
B
向5mL碘水中加入1mL CCl4振荡静置
上层无色,下层紫色
证明“相似相溶”
C
实验室将饱和食盐水滴在电石上,使生成的气体通入高锰酸钾溶液
溶液褪色
证明有乙炔生成
D
常温下,用pH计分别测定1ml/L和0.1ml/L的醋酸铵溶液的pH
pH都等于7
证明醋酸铵溶液中水的
电离程度与其浓度无关
序号
c(NO)/(ml·L-1)
v正/(ml·L-1·s-1)
①
0.10
4.00×10-9
②
0.20
6.40×10-8
③
0.30
3.24×10-7
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