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    2023届山东省临沂市高三下学期一模考试化学试题含解析
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    2023届山东省临沂市高三下学期一模考试化学试题含解析

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    这是一份2023届山东省临沂市高三下学期一模考试化学试题含解析,共28页。试卷主要包含了单选题,多选题,结构与性质,工业流程题,实验题,有机推断题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。

    山东省临沂市2023届高三下学期一模考试化学试题
    学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

    一、单选题
    1.化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
    A.硅胶、生石灰均可用作食品干燥剂
    B.葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
    C.将CO2还原为甲醇,有利于实现“碳中和”
    D.焰火、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关
    【答案】B
    【详解】A.硅胶、生石灰均能吸水而且无毒,所以可用作食品干燥剂,A正确;
    B.葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇,B错误;
    C.将CO2还原为甲醇,能够减少向空气中排放CO2的量,有利于实现“碳中和”,C正确;
    D.焰火、激光的产生与原子核外电子跃迁释放能量有关,D正确;
    故选B。
    2.古文献《余冬录》中对胡粉[主要成分为2PbCO3•Pb(OH)2]制法的相关描述:“铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者(Pb),炒为黄丹(Pb3O4)。黄丹滓为密陀僧(PbO)”。下列说法错误的是
    A.2PbCO3•Pb(OH)2属于碱式盐
    B.Pb3O4与硫酸反应只生成PbSO4和水
    C.“化不白者,炒为黄丹”的过程中发生了氧化还原反应
    D.密陀僧与碳粉高温加热可以制得铅
    【答案】B
    【详解】A.2PbCO3•Pb(OH)2属于碱式盐,A正确;
    B.Pb3O4中铅的化合价是+2和+4,所以与硫酸反应生成的盐不是只有PbSO4,B错误;
    C.“化不白者,炒为黄丹”的过程中铅被氧化成Pb3O4,发生了氧化还原反应,C正确;
    D.密陀僧(PbO)与碳粉高温加热,碳做还原剂可以制得铅,D正确;
    故选B。
    3.实验室中下列做法错误的是
    A.金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火
    B.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
    C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加入水稀释
    D.浓硫酸沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,然后用3%~5%NaHCO3溶液冲洗
    【答案】A
    【详解】A.金属钠着火生成过氧化钠,与泡沫灭火器喷出的二氧化碳反应,反应生成的氧气助燃,不能灭火,应该用(干燥的)沙土铺盖灭火,A错误;
    B.高锰酸钾固体受热后易分解,故需在棕色广口瓶中、阴冷处密封保存,B正确;
    C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中,其目的是抑制氯化铁的水解,再加水稀释至所需浓度,C正确;
    D.如果不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,避免强碱的强烈的腐蚀性对皮肤造成二次伤害,不能使用强碱中和,用3%~5%NaHCO3溶液冲洗,D正确;
    故选A。
    4.我国科研工作者利用冷冻透射电子显微镜同步辐射等技术,在还原氧化石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的某二维晶体,其结构如图所示。下列说法正确的是

    A.该二维晶体的化学式为CaCl2 B.Ca-Cl-Ca的键角为60°
    C.Can+和Cl-的配位数均为3 D.该晶体可由钙在氯气中燃烧制得
    【答案】C
    【详解】A.由俯视图可知,一个钙离子形成键结合3个氯离子,同样一个氯离子形成键结合3个钙离子,则该二维晶体的化学式为CaCl,A错误;
    B.结合侧视图可知,Ca-Cl-Ca构成的为非平面六边形,其Ca-Cl-Ca的键角不是60°,B错误;
    C.由A分析可知,Can+、Cl-周围最近的离子数均为3,故配位数均为3,C正确;
    D.钙在氯气中燃烧生成氯化钙CaCl2,由A分析可知,不能得到该晶体,D错误;
    故选C。
    5.异黄酮类化合物是药用植物的有效成分之一,一种异黄酮类化合物X的结构如图所示。下列说法错误的是

    A.X分子中环上氧原子的杂化方式为sp2
    B.X分子中所有碳原子共平面
    C.X分子中有6种不同化学环境的氢原子
    D.1molX最多与3molBr2反应
    【答案】A
    【详解】A.X分子中环上只有一个氧原子,杂化方式为sp3,A错误;
    B.X分子中苯环和碳碳双键在一个平面,所以所有碳原子共平面,B正确;
    C.X分子中有6种不同化学环境的氢原子  ,C正确;
    D.1molX中苯环消耗2molBr2,碳碳双键消耗1molBr2最多与3molBr2反应,D正确;
    故选A。
    6.KMnO4是一种常用的氧化剂,某实验小组利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4装置如图所示(夹持装置略)。

    已知:K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:
    3MnO+2H2O=2MnO+MnO2↓+4OH-。
    下列说法错误的是
    A.试剂X可以是漂白粉或KClO3
    B.装置连接顺序是c→a→b→e→d→f
    C.装置C中每生成1molKMnO4,消耗0.5molCl2
    D.若去掉装置A,会导致KMnO4产率降低
    【答案】C
    【详解】A.试剂X可以是漂白粉或KClO3与浓盐酸发生价态归中的氧化还原反应生成氯气,A正确;
    B.B装置生成氯气,通过A洗气除去氯气中混有的氯化氢,进入C中氧化K2MnO4制备KMnO4,装置D用于吸收未反应完的氯气,防止污染空气,故装置连接顺序是c→a→b→e→d→f,B正确;
    C.因氯气会与氢氧化钾反应,故装置C中每生成1molKMnO4,消耗Cl2物质的量大于0.5mol,C错误;
    D.若去掉装置A,挥发的氯化氢与氢氧化钾中和,导致溶液碱性减弱,生成MnO2,会导致KMnO4产率降低,D正确;
    故选C。
    7.正丁醛经催化加氢可得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为提纯1-丁醇设计如图路线。

    已知:①1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚;
    ②R-CHO+NaHSO3(饱和)→R-CH(OH)SO3Na↓。
    下列说法错误的是
    A.试剂a为饱和NaHSO3溶液,试剂b为乙醚
    B.操作I和操作III均为过滤
    C.无水MgSO4的作用是干燥除水
    D.蒸馏时冷却水应从球形冷凝管的上口进入
    【答案】D
    【分析】试剂a为饱和NaHSO3溶液,加入到粗品中形成沉淀,然后通过操作I过滤即可除去;由于饱和NaHSO3溶液是过量的,所以加入试剂b乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇,所以操作Ⅱ为萃取分液;加入无水硫酸镁作干燥剂,操作Ⅲ为过滤,1-丁醇和乙醚的沸点相差很大,因此可以利用蒸馏将其分离开。
    【详解】A. 由信息R-CHO+NaHSO3(饱和)→R-CH(OH)SO3Na↓,试剂a为饱和NaHSO3溶液,又1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚,试剂b为乙醚,故A正确;
    B. 操作I和操作III均是分离固体和液体,均为过滤,故B正确;
    C. 无水MgSO4的作用是干燥除水,干燥有机相,故C正确;
    D. 为使冷凝管内的不蒸气得到充分冷却,在进行冷却时,应使水从冷凝管的下方接口进入,上口出,故D错误;
    故选D。
    8.M、N、Z、Y、X、T是原子半径依次增大的短周期主族元素,基态N原子核外电子有5种空间运动状态,并有1个单电子,这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是

    A.与Y同周期且第一电离能大于Y的元素仅有1种
    B.该化合物中含有离子键、共价键和配位键
    C.六种元素中,X的最高价含氧酸的酸性最强
    D.M与X、Y形成的化合物中,前者的沸点一定低于后者
    【答案】B
    【分析】基态N原子核外电子有5种空间运动状态,并有1个单电子,推测N元素为F元素,结合物质的结构图可知M只能形成一个共价键且原子半径比F小推测为H,Z形成2个共价键且半径比F大推测为O元素,Y形成3个共价键且半径比F大推测为N元素,X形成4个共价键且半径比F大推测为C元素,T与F形成,推测为B元素。
    【详解】A.元素Y是氮元素,与氮元素同周期且比氮元素第一电离能大的元素有氟、氖两种元素,故A错误;
    B.该化合物中有阴、阳离子,存在离子键,阳离子内部原子之间以共价键相连,阴离子内部存在配位键,故B正确;
    C.最高价含氧酸的酸性强弱可以通过元素的非金属性强弱来比较,氟元素的非金属性最强,但是氟元素没有含氧酸,氧元素没有最高正价,所以氮元素的最高价含氧酸酸性最强,故C错误;
    D.M与X形成的化合物种类有很多,例如苯的沸点比M与Y形成的NH3的沸点要高,故D错误;
    故选B。
    9.实验室以工业废渣(主要含CaSO4•2H2O,还含少量SiO2)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如图。下列说法正确的是

    A.为提高浸取效率,浸取时需在高温下进行
    B.浸取时,需向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水,抑制水解
    C.滤渣经洗涤和干燥后得纯净的轻质CaCO3
    D.对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶可得到纯净的(NH4)2SO4晶体
    【答案】B
    【分析】工业废渣(主要含CaSO4•2H2O,还含少量SiO2)中加入(NH4)2CO3溶液,将CaSO4转化为CaCO3和(NH4)2SO4;过滤后,滤渣中除含有CaCO3、SiO2外,可能还含有未反应的CaSO4;滤液中含有(NH4)2SO4及过量的(NH4)2CO3。
    【详解】A.为提高浸取效率,浸取时可适当加热,但不能在高温下进行,否则会造成(NH4)2CO3大量分解,A不正确;
    B.(NH4)2CO3为弱酸弱碱盐,会发生双水解反应,浸取时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水,可抑制水解,从而增大溶液中浓度,有利于提高CaSO4的转化率,B正确;
    C.由分析可知,滤渣经洗涤和干燥后,所得沉淀中含有CaCO3、SiO2等,C不正确;
    D.浸取时,加入的(NH4)2CO3是过量的,对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶,得到的(NH4)2SO4晶体中可能混有(NH4)2CO3,D不正确;
    故选B。
    10.利用库仑测硫仪测定气体中SO2的体积分数,其原理如图所示。待测气体进入电解池后,SO2将I还原,测硫仪便自动电解,溶液中保持不变。若有标准状况下VmL气体通入电解池(其它气体不反应),反应结束后消耗x库仑电量(已知:电解转移1mol电子所消耗的电量为96500库仑)。下列说法正确的是

    A.M接电源的负极 B.阳极反应式为2H++2e-=H2↑
    C.反应结束后溶液的pH增大 D.混合气体中SO2的体积分数为×100%
    【答案】D
    【分析】由图可知,在M电极I-变成了I3-离子,化合价升高,则M电极为阳极,N电极为阴极,以此解题。
    【详解】A.由分析可知,M电极为阳极,M接电源的正极,A错误;
    B.由分析可知,阳极反应式为3I--2e-= I3-,B错误;
    C.二氧化硫在电解池中与溶液中I3-反应,离子方程式为,此时转移2个电子,同时生成4个氢离子,而在阴极转移2个电子消耗2个氢离子,则溶液中氢离子浓度增大,pH减小,C错误;
    D.由硫原子守恒和可得如下关系:,电解消耗的电量为x库仑,则二氧化硫的体积分数为,D正确;
    故选D。

    二、多选题
    11.化合物Y是一种天然除草剂,其结构如图所示。下列说法错误的是

    A.Y中含氧官能团有3种
    B.1molY最多消耗4molNaOH
    C.Y可发生取代、加成、消去反应
    D.Y与足量H2加成后,产物分子中含5个手性碳原子
    【答案】CD
    【详解】A.根据Y的结构简式可知,其中含有醚键,羟基,酯基,一种3种含氧官能团,A正确;
    B.根据Y的结构简式可知,结构中含有的3个羟基和一个酯基都可以和氢氧化钠反应,故1molY最多消耗4molNaOH,B正确;
    C.根据Y的结构简式可知,其结构中的羟基位于苯环上,不能发生消去反应,C错误;
    D.Y与足量H2加成后生成,一共7个手性碳,D错误;
    故选CD。

    三、单选题
    12.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
    选项
    实验操作和现象
    结论
    A
    向2mL1mol•L-1硼酸溶液中加入1mL1mol•L-1碳酸钠溶液,溶液无明显变化
    硼酸与碳酸钠不反应
    B
    将铜丝灼烧至表面变黑,伸入盛有某有机物的试管中,铜丝恢复亮红色
    该有机物中含有醇羟基
    C
    充分加热铁粉和硫粉的混合物,冷却后取少量固体于试管中,加入足量稀硫酸,再滴入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
    铁被硫氧化至Fe(II)
    D
    向新制硫酸亚铁溶液中滴加邻二氮菲(),溶液变为橙红色,然后再加入酸,溶液颜色变浅(与加入等量水比较)
    与邻二氮菲配位能力:H+>Fe2+

    A.A B.B C.C D.D
    【答案】D
    【详解】A.硼酸与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,无明显现象,A错误;
    B.铜丝恢复红色,除了醇羟基还有可能是羧基,羧基溶解氧化铜,B错误;
    C.硫酸与铁反应生成的也是Fe(II),C错误;
    D.Fe(II)与邻二氮菲形成的配合物呈橙红色,加入酸后,颜色变浅,说明与邻二氮菲配位能力:H+>Fe2+,D正确;
    故选D。
    13.一种光照充电电池结构如图所示,充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴,空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法正确的是

    A.充电过程中,光能最终转化为电能
    B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
    C.放电时,电极M为正极,电极反应为S+6e-=4S2-
    D.放电时N电极室增加2mol离子,理论上外电路转移1mol电子
    【答案】D
    【分析】充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴,空穴作用下NaI转化为NaI3,则电极N做阳极,放电时则做正极;电极M充电时做阴极,放电时则作负极。
    【详解】A.充电过程中,光能最终转化为化学能,故A错误;
    B.充电效率与光照产生的空穴量有关,与电子量无关,故B错误;
    C.据分析可知放电时,电极M为负极,电极反应为4S2- -6e-=S,故C错误;
    D.放电时N电极做正极,电极反应是,理论上当外电路转移1mol电子,有1molNa+从M电极室移向N电极室室,所以N电极室共增加2mol离子,故D正确;
    故选D。
    14.某钒催化剂在一定条件下形成相邻的氧化还原位和酸性吸附位,该催化剂催化NH3脱除电厂烟气中NO的反应机理如图所示。

    下列说法正确的是
    A.反应①~④均为氧化还原反应
    B.反应②为NH+ =NH+
    C.消耗0.5molO2,理论上可处理1molNO
    D.总反应方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O
    【答案】B
    【详解】A.反应②中各元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,A错误;
    B.由图可知,反应②为NH+= NH+ ,B正确;
    C.根据关系图结合电子得失守恒可知1mol氧可以得到4mol钒催化剂,通过反应①②可以得到4molNH,4mol NH可以还原4moINO,所以理论上可处理NO物质的量为4mol,则消耗0.5molO2,理论上可处理2molNO,C错误;
    D.由图可知总反应方程式为4NH3+4NO+ O24N2+6H2O,D错误;
    故选B。

    四、多选题
    15.室温下,亚砷酸[As(OH)3]和酒石酸(H2T)混合体系中部分微粒的c-pH关系如图所示(浓度:总As为5.0×10-4mol•L-1,总T为1.0×10-3mol•L-1)。
    已知:Ka1(H2T)=10-3.04,Ka2(H2T)=10-4.37。
    下列说法正确的是

    A.Ka1[As(OH)3]的数量级为10-10
    B.HT-的酸性强于[As(OH)2T]-
    C.pH=3.1时,溶液中浓度最高的微粒为[As(OH)2T]-
    D.向H2T溶液中滴加NaOH溶液至中性时:c(HT-)>c(T2-)
    【答案】AB
    【详解】A.,,当时,,,的为,数量级为10-10,A正确;
    B.,,当时,,,HT-的电离常数Ka2(H2T)=10-4.37,其电离常数较大,故其酸性更强一些,B正确;
    C.由图可知的浓度为左坐标,浓度的数量级为,的浓度为右坐标,浓度的数量级为,所以时,的浓度比的高,C错误;
    D.当c(HT-)=c(T2-)时,其中T2-的水解常数Kh=,HT-的电离常数大于其水解常数,则以电离为主,其电离常数Ka2(H2T)=10-4.37>Kh,此时溶液显酸性,故当显中性时,HT-的电离程度更大一些,即c(HT-) 故选AB。

    五、结构与性质
    16.铁及其化合物在生产、生活中有重要应用。回答下列问题:
    (1)基态Fe3+的价电子排布式为______。
    (2)某铁的配合物结构如图1所示,可由(CH3)3SiCl与K[Fe(C5H5)(CO)2CO2]混合加热制得。

    ①在(CH3)3SiCl、(CH3)3SiF、(CH3)4Si中,C-Si-C键角最大的是_______,原因是______。
    ②C5H表示环戊二烯负离子,已知分子中的大π键可用符号π表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π),则C5H中的大π键应表示为______。
    ③该铁的配合物中碳原子的杂化方式共有_____种。
    (3)普鲁士蓝晶体属立方晶系,晶胞棱长为apm。铁-氰骨架组成小立方体,Fe粒子在顶点,CN-在棱上,两端均与Fe相连,立方体中心空隙可容纳K+,如图2所示(CN-在图中省略)。

    ①普鲁士蓝中Fe2+与Fe3+个数之比为_____;该晶胞的化学式为______。
    ②若所有铁粒子为等径小球,则K+与Fe2+之间最近距离为_____pm;该晶体的密度为_____g•cm-3(阿伏伽德罗常数为NA)。
    【答案】(1)3d5
    (2)     (CH3)3SiF     F的电负性大,Si 周围电子云密度减小,C-Si 成键电子对之间的斥力增大,键角变大          3
    (3)     1:1              

    【详解】(1)铁是26号元素,则基态Fe3+的价电子排布式为3d5;
    (2)①成键电子对之间的斥力越大,则键角越大,在(CH3)3SiF中F的电负性大,Si 周围电子云密度减小,C-Si 成键电子对之间的斥力增大,键角变大,故键角最大的是(CH3)3SiF;原因是:F的电负性大,Si 周围电子云密度减小,C-Si 成键电子对之间的斥力增大,键角变大;
    ②由结构可知,每个碳原子中还有1个电子未参与成键,5个碳原子以及一个得到一个电子,共有6个电子参与形成大π键,因此中大π键表示为;
    ③根据该铁的配合物的结构可知,其中碳的杂化方式有sp3,sp2,sp一共3种杂化方式;
    (3)①二价铁位于体心和棱心,则一共有4个;三价铁位于顶点和面心,一共有4个,故其比值:1:1;晶胞中有4个钾离子,根据电荷守恒可知,CN-有,故化学式为:;
    ②钾离子位于小立方体的体心,二价铁位于小立方体的顶点,则;密度=。

    六、工业流程题
    17.钪是一种稀土金属元素,在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工艺流程如图。

    已知:TiO2难溶于盐酸;Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38。
    回答下列问题:
    (1)为提高“酸浸”速率,对“赤泥”的处理方式为_____;滤渣I的主要成分是_____(填化学式)。
    (2)“氧化”时加入足量H2O2的目的是______;氧化后溶液中Fe3+浓度为0.001mol•L-1,常温下“调pH”时,若控制pH=3,则Fe3+的去除率为______(忽略调pH前后溶液的体积变化)。
    (3)已知25℃时,Kh1(C2O)=a,Kh2(C2O)=b,Ksp[Sc2(C2O4)3]=c。“沉钪”时,发生反应:2Sc3++3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓+6H+,该反应的平衡常数K=______(用含a、b、c的代数式表示)。
    (4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热分解时,随温度变化如图所示。已知:M[Sc2(C2O4)3·6H2O]=462g·mol-1。

    250℃时固体的主要成分是_____(填化学式);550~850℃时反应的化学方程式为______。
    【答案】(1)     将“赤泥”粉碎     SiO2、TiO2
    (2)     将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+     99%
    (3)
    (4)     Sc2(C2O4)3·H2O     2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2

    【分析】本工艺流程题是从固体废料“赤泥”里回收Sc2O3,由题干流程图结合题干已知信息可知,“熔炼” 时主要是将Fe2O3、SiO2分别还原为Fe和Si,并将大部分Fe和Si转化为熔融物分离出来,则固体为Sc2O3、TiO2和少量的Fe、S等,加入盐酸后将Fe转化为 Fe2+、Sc2O3转化为Sc3+、过滤的滤渣主要成分为TiO2、S和C,滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+,过滤得固体沉淀物为Fe(OH)3沉淀,向滤液中加入草酸,得到草酸钪晶体,过滤洗涤干燥后,在空气中加热可得Sc2O3固体,据此分析解题。
    【详解】(1)将“赤泥”粉碎,可增大其与酸的接触面积,加快化学反应速率,故“酸浸”前对“赤泥”的处理方式为将“赤泥”粉碎;“赤泥”含有Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等,用盐酸酸浸时,SiO2、TiO2难溶于盐酸,故滤渣1的主要成分为SiO2、TiO2;
    (2)由分析可知,氧化时,加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+;当pH=3时,溶液中氢氧根离子的浓度=10-11mol/L,此时三价铁的浓度=,则Fe3+的去除率=;
    (3)已知25℃时,Kh1(C2O)=a,Kh2(C2O)=b,Ksp[Sc2(C2O4)3]=c,则反应2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3+6H+的平衡常数K=;
    (4)设有1mol草酸钪晶体(462g)在空气中受热,250℃时,剩余固体质量为462g´80.5%=371.91g,失水重量为462g-371.91g=90.09g≈90g,即250℃时,1mol晶体失去5mol水,则此时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3·H2O;550℃时,剩余固体质量为462g´76.6%=353.89g,相比于250℃时的剩余固体质量,250~550℃,失水重量为371.91g-353.89g=18.02g≈18g,则250~550℃,1mol Sc2(C2O4)3·H2O失去1mol水变为1mol Sc2(C2O4)3;850℃时,剩余固体质量为462g´29.8%=137.68g≈138g,由于M(Sc2O3)=138g/mol,故可知550~850℃,1mol Sc2(C2O4)3分解产生1mol Sc2O3,反应的化学方程式为2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。

    七、实验题
    18.四氮化四硫(S4N4,S为+2价)是重要的硫-氮二元化合物,室温下为橙黄色固体,难溶于水,能溶于CCl4等有机溶剂,可用NH3与SCl2(红棕色液体)反应制备,反应装置如图所示(夹持装置略)。

    已知:S4N4+6OH-+3H2OS2O+2SO+4NH3↑
    回答下列问题:
    (1)试剂a是_____;装置D的作用是______。
    (2)装置C中生成S4N4的同时,还生成一种常见固体单质和一种盐,该反应的化学方程式为______;证明SCl2反应完全的现象是_____。
    (3)分离产物后测定产品纯度:
    i.蒸氨:取0.1000g样品加入三颈烧瓶中,再加入足量NaOH溶液并加热蒸出的NH3通入含有V1mLc1mol•L-1H2SO4标准溶液的锥形瓶中。
    ii.滴定:用c2mol•L-1溶液滴定剩余的H2SO4,消耗V2mLNaOH溶液。
    ①滴定管的正确操作顺序:检漏→蒸馏水洗涤→______(填标号)→开始滴定。
    a.装入滴定液至“0”刻度以上
    b.调整滴定液液面至“0”刻度
    c.排除气泡
    d.用滴定液润洗2至3次
    e.记录起始读数
    ②滴定时选用的指示剂为_____;在接近终点时,放液使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,______,继续摇动锥形瓶,观察溶液颜色变化。
    ③S4N4的纯度表达式为______;若所用NaOH溶液实际浓度偏低,测定结果_____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
    【答案】(1)     浓氨水     吸收多余的氨气,防止污染空气;
    (2)          溶液红棕色褪去
    (3)     dacbe     甲基橙或酚酞     再用少量水冲洗锥形瓶内壁          偏低

    【分析】根据已知信息可知装置A制备氨气,装置B干燥氨气,然后通入装置C中与SCl2(红棕色液体)反应制备S4N4,使硫粉与氯气在50℃下反应生成SCl2,装置D是尾气吸收装置,用于吸收多余的氨气并能放倒吸,据此解答。
    【详解】(1)根据分析,装置A制备氨气,是浓氨水与碱石灰反应生成氨气,所以a是浓氨水;装置D的作用是吸收多余的氨气,防止污染空气;
    (2)装置C中氨气与SCl2生成S4N4,还有一种常见固体单质和一种盐,根据质量守恒推知化学方程式为;由于SCl2是红棕色液体,所以证明SCl2反应完全的现象是溶液红棕色褪去;
    (3)①滴定管的正确操作顺序:检漏→蒸馏水洗涤→用滴定液润洗2至3次→装入滴定液至“0”刻度以上→排除气泡→调整滴定液液面至“0”刻度→记录起始读数→开始滴定,故答案:dacbe;
    ②根据已知:S4N4+6OH-+3H2OS2O+2SO+4NH3↑及滴定关系,得出S4N4~4NH3↑~2H2SO4,所以S4N4的纯度表达式为;
    若所用NaOH溶液实际浓度偏低,则会使消耗的NaOH溶液体积偏大,计算时会使剩余硫酸的量偏多,则使测定结果偏低。

    八、有机推断题
    19.布洛芬常用于感冒引起的发热,其一种合成路线如图所示。

    已知:①R-CHO+
    ②++H2O
    回答下列问题:
    (1)A的名称为_____;B→C的反应类型为_____;E中含氧官能团的名称为_____。
    (2)G的结构简式为______;H与足量热的NaOH溶液反应的化学方程式为_____。
    (3)满足下列条件的布洛芬的同分异构体的结构简式为______(任写一种)。
    ①能发生银镜反应和水解反应,水解产物遇FeCl3溶液显色;
    ②苯环上有三个取代基,且苯环上的一氯代物只有两种;
    ③核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为12:2:2:1:1。
    (4)季戊四醇()是一种重要的化工原料,设计由甲醛和乙醇为起始原料制备季戊四醇的合成路线(无机试剂任选)______。
    【答案】(1)     甲苯     取代反应     醛基、羟基
    (2)          +2NaOH++NaCl
    (3)或
    (4);+2NaOH++NaCl;

    【分析】由C的结构及A的分子式可知A为甲苯,甲苯与丙烯发生加成反应生成B,与发生取代反应生成C;D与HCHO在稀NaOH溶液发生已知中反应生成E(),E与氢气发生加成生成F(),C与F在酸性条件下反应生成G(),G经氯化锌溶液处理得到H,H先在碱性条件下发生反应再经酸化得到布洛芬,据此分析。
    【详解】(1)由以上分析可知A为甲苯,B生成C发生取代反应,E(),所含官能团为醛基和羟基,故答案为:甲苯;取代反应;醛基、羟基;
    (2)由以上分析可知G为;H与足量热的NaOH溶液发生水解反应生成、,反应方程式为:+2NaOH++NaCl,故答案为:;+2NaOH++NaCl;
    (3)①能发生银镜反应和水解反应,水解产物遇FeCl3溶液显色,可知苯环上直接连接-OOCH;
    ②苯环上有三个取代基,且苯环上的一氯代物只有两种,可知苯环上含有两个对称烃基;
    ③核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为12:2:2:1:1,可知烃基中含有两个对称甲基;
    符合条件的结构有:或,故答案为:或;
    (4)乙醇经催化氧化生成乙醛,乙醛与甲醛发生已知中反应生成,与HCHO继续反应生成,与甲醛反应生成,合成路线为:,故答案为:;

    九、原理综合题
    20.以CO2、H2为原料合成CH3OH的反应是研究热点之一,该反应体系涉及的反应如下:
    I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1
    II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
    回答下列问题:
    (1)已知25℃和101kPa下,H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为285.8kJ•mol-1、283.0kJ•mol-1,H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1,则△H2=_____kJ•mol-1。
    (2)在恒压密闭容器中,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料进行反应,反应Ⅰ、Ⅱ以物质的分压表示的平衡常数Kp随温度T的变化关系如图1所示(体系总压为10kPa)。

    ①反应Ⅱ对应图1中_____(填“m”或“n”);A点对应温度下体系达到平衡时CO2的转化率为80%,反应Ⅰ的Kp=_____kPa-2(保留两位有效数字)。
    ②通过调整温度可调控平衡时的值。B点对应温度下,平衡时=400,则p(H2)= _____kPa。
    (3)在密闭容器中,保持投料比不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,一段时间后,测得CO2转化率(α)和甲醇选择性[x(CH3OH)=×100%]随温度(T)变化关系如图2所示。若233~250℃时催化剂的活性受温度影响不大,则236℃后图中曲线下降的原因是_____;若气体流速过大,CO2的转化率会降低,原因是______。

    (4)向恒温恒压的两个密闭容器甲(T℃、P1)、乙(T℃、P2)中,分别充入物质的量均为amol的CO2和H2,若只发生反应Ⅱ,其正反应速率正=k正p(CO2)p(H2),p为气体分压。若甲、乙容器平衡时正反应速率之比甲:乙=16:25,则甲、乙容器的体积之比为______。
    【答案】(1)+41.2
    (2)     n     0.10     20
    (3)     主反应放热,副反应吸热,升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择性下降     气体流速过大,使得气体在容器中未能充分反应,还未达到化学平衡就被排出,导致CO2的转化率降低
    (4)5:4

    【详解】(1)已知25℃和101kPa下,H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为285.8kJ•mol-1、283.0kJ•mol-1,即反应①H2(g)+O2(g)=H2O(l) =-285.8kJ/mol,反应②CO(g
    )+ O2(g)=CO2(g)=-283.0kJ/mol,③H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1,则①-②+③得反应IICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),根据盖斯定律可知,△H2=(-285.8kJ/mol)-( -283.0kJ/mol)+( +44kJ•mol-1)=+41.2kJ•mol-1,故答案为:+41.2;
    (2)①由(1)反析结合题干信息可知,反应I正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则平衡常数减小,而反应Ⅱ正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,则平衡常数增大,即反应I的lnKp随着的增大,即随着T的降低而增大,反应Ⅱ的lnKp随着的增大,即随着T的降低而减小,结合题干图示可知,反应Ⅱ对应图1中n,A点对应温度下体系达到平衡时CO2的转化率为80%,根据三段式分析:、,图中A点反应Ⅱ的平衡常数lnKp=1,即Kp=1.00,则有=1.0,解得x=0.5mol,故有反应Ⅰ的Kp==0.10kPa-2,故答案为:n;0.10;
    ②通过调整温度可调控平衡时的值,B点对应温度下,反应I和反应Ⅱ的压力平衡常数相等,即,即得p2(H2)=,平衡时=400,则p(H2)=20kPa,故答案为:20;
    (3)CO2催化加氢制甲醇为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇选择性降低,二氧化碳转化率降低,竞争反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳转化率升高,但升高温度使CO2催化加氢制甲醇平衡逆向移动程度大于竞争反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择性下降,若气体流速过大,使得气体在容器中未能充分反应,还未达到化学平衡就被排出,从而CO2的转化率降低, 故答案为:主反应放热,副反应吸热,升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择性下降;气体流速过大,使得气体在容器中未能充分反应,还未达到化学平衡就被排出,导致CO2的转化率降低;
    (4)对于反应Ⅱ,由于两个体系的反应温度相同,压强不同,但压强不影响平衡移动,因此平衡时两个体系中CO2和氢气的物质的量均为amol相同,速率之比等于CO2的分压平方之比,而压强之比等于容器体积之反比,因此体积之比为5:4,故答案为:5:4。

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