2023届山东省烟台市、德州市、滨州市高三一模考试化学试题含解析
展开山东省烟台市、德州市、滨州市2023届高三一模考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与科技、生活密切相关,下列说法错误的是
A.印制货币票面文字、号码等处使用含Fe3O4的油墨,利用了Fe3O4的稳定性
B.“奋斗者”号万米深潜载人舱球壳所使用的钛合金属于金属材料
C.卡塔尔世界杯用球“旅程”使用水性涂料代替有机涂料,更加环保
D.“北斗三号”采用星载氢原子钟,通过电子跃迁产生电磁波进行精准定位
【答案】A
【详解】A.利用的是具有磁性的性质,可将印有磁性编码的货币投入磁码识读器中辨识真伪,A错误;
B.钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点,属于被广泛应用的金属材料之一,B正确;
C.有机涂料一般是指以乳液树脂等有机物作为成膜物质的涂料,某些有机涂料中的有机溶剂能挥发出有害物质,而水性涂料是用水作溶剂或者作分散介质的涂料,相对于有机涂料更环保,C正确;
D.氢原子钟一种精密的计时器具,它是利用原子能级跳跃时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟,D正确;
故选A。
2.下列过程不涉及氧化还原反应的是
A.自然固氮 B.纯碱除油污 C.海水提溴 D.电解精炼铜
【答案】B
【详解】A.自然固氮是在自然状态下(非人工),使空气中游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程,涉及氧化还原反应,A错误;
B.纯碱除油污是利用纯碱水解后呈碱性,油污在碱性条件下发生水解反应而被除去,不涉及氧化还原反应,B正确;
C.海水提溴是通过一系列步骤把海水中的氧化生成的过程,涉及氧化还原反应,C错误;
D.电解精炼铜时,用含电解质作溶液,粗铜作阳极,电极反应式为:,纯铜作阴极,电极反应式为:,涉及氧化还原反应,D错误;
故选B。
3.下列实验装置的使用及操作正确的是
A.①制备溴苯并验证有HBr产生 B.②制备并收集干燥的氨气
C.③制备NaHCO3 D.④钠的燃烧反应
【答案】C
【详解】A.①装置可以制备溴苯,但不能证明有HBr产生,因为溴有挥发性,与硝酸银生成淡黄色沉淀,且HBr易溶于水,应该有防倒吸装置,A错误;
B.②装置可以制备干燥的氨气,但氨气密度小于空气,应该用向下排空气,B错误;
C.向饱和氨的食盐水中通入过量的二氧化碳,会有NaHCO3析出,C正确;
D.钠的燃烧反应不能在玻璃器皿中进行,玻璃易炸裂,D错误;
故答案为:C。
4.小分子物质a通过选择性催化聚合可分别得到聚合物b、c.下列说法正确的是
A.a难溶于水
B.a分子中所有碳原子一定共平面
C.a与足量H2加成后的产物中含有两个手性碳原子
D.反应①和②均属于加聚反应
【答案】A
【分析】由反应结合a化学式可知,a结构为 ;
【详解】A.a中含有酯基,难溶于水,故A正确;
B.a分子中含量直接相连的饱和碳原子,故所有碳原子不共平面,故B错误;
C.a与足量H2加成后的产物为,含有1个手性碳原子(已标出),故C错误;
D.反应①属于加聚反应;②为酯基先水解后再发生缩聚反应生成的,故D错误。
故选A。
5.下列由实验操作、现象所得结论正确的是
实验操作和现象
实验结论
A
将铁锈溶于浓盐酸,滴入KMnO4溶液,紫色褪去
铁锈中含有二价铁
B
用毛皮摩擦过的带电橡胶靠近CF2Cl2液流,液流方向改变
CF2Cl2是极性分子
C
石蜡油加强热,将产生的气体通入溴水,溴水颜色褪去
气体中含有乙烯
D
用pH计分别测0.1molL-1NaClO和CH3COONa溶液的pH,前者pH大
Ka(HClO)>Ka(CH3COOH)
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.二价铁和浓盐酸均可以被酸性KMnO4溶液氧化,紫色褪去,故A错误;
B.由于毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,CF2Cl2是极性分子,故当橡胶棒靠近水流时,液流方向改变,故B正确;
C.气体通入溴水,溴水颜色褪去,只能说明气体中含有不饱和烃,故C错误;
D.用pH计分别测0.1molL-1NaClO和CH3COONa溶液的pH,前者pH大,说明ClO-的水解程度大于CH3COO-,酸性HClO
6.短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大,可与C、H形成结构如图的离子液体。已知阳离子中的环状结构与苯类似,下列说法错误的是
A.原子半径:Z>X>Y B.第一电离能:Y>X>Z
C.阳离子中存在π大π键 D.X2Y2电子式:
【答案】D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大,Z能形成6条共价键,Z为S,X能形成3条共价键,X为N,Y形成1条共价键,Y为F。
【详解】A.S具有3个电子层,原子半径最大,N、F同周期,原子序数越大,原子半径越小,则原子半径S>N>F,A正确;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下第一电离能呈减小趋势,则第一电离能F>N>S,B正确;
C.已知该阳离子中的环状结构与苯环类似,该阳离子形成大π键的原子数为5,形成大π键的电子数为6,该阳离子存在π大π键,C正确;
D.N2F2的电子式为,D错误;
故答案选D。
7.Cu2+可以与缩二脲(H2NCONHCONH2)形成紫色配离子,结构如图所示。下列说法正确的是
A.该配离子需在碱性条件下制备
B.该配离子中碳原子和氮原子都采取sp3杂化
C.该配离子中配位键强度:Cu—N
【答案】A
【详解】A.缩二脲含有,呈碱性,因此该配离子需要在碱性条件下制备,A正确;
B.该配离子中C原子形成3个键,1个键,没有孤电子对,C原子的价层电子对数为3,采取了杂化,N原子形成3个键,有1个孤电子对,N原子的价层电子对数为4,采取了杂化,B错误;
C.O元素的电负性比N元素大,与 形成配位键时,N原子给出孤电子对的能力比O原子强,因此配位键的强度大小关系为:,C错误;
D.1个铜离子通过四个配位键与其他原子结合,故1mol该配离子中含有的配位键数目为8NA,D错误;
故选A。
8.利用V2O3制备氧钒碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的工艺流程如下:
已知:+4价钒在弱酸性环境中具有还原性。下列说法正确的是
A.V2O3制备NaVO3过程中,氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2
B.生成V2O5的反应为2NaVO3+2NH4C12NaC1+V2O5+2NH3↑
C.由V2O5制备VOC12的两种路径,路径I更符合绿色化学思想
D.路径II中若盐酸浓度过低,可能生成副产物VO2Cl
【答案】D
【分析】
,然后,接下来,最终VOCl2与NH4HCO3反应得到产品,以此分析;
【详解】A.根据分析,V2O3制备NaVO3过程中,氧化剂O2与还原剂V2O3物质的量之比为1:1,A错误;
B.由分析可知,生成V2O5的反应为,B错误;
C.V2O5转化为VOCl2,钒元素化合价由+5降低到+4,被还原,路径Ⅰ的还原剂为HCl,其氧化产物为氯气,有毒有污染,路径Ⅱ的还原剂为N2H4.HCl,其氧化产物是氮气,无毒无污染,因此路径Ⅱ更符号绿色化学思想,C错误;
D.+4价的钒在弱酸性环境中具有还原性,路径Ⅱ中若盐酸浓度过低,一部分VOCl2可能被氧化为VO2Cl,D正确;
故答案为:D。
9.对乙酰氨基酚(a)具有解热镇痛作用,由对乙酰氨基酚可合成更为长效的对乙酰氨基酚缓释片(b)。下列说法错误的是
A.a的分子式为C8H9NO2
B.a能与溴水发生取代反应
C.1molb一定条件下与NaOH溶液反应,最多可消耗3molNaOH
D.a苯环上的二溴代物有4种
【答案】C
【详解】A.由a结构可知,a的分子式为C8H9NO2,A正确;
B.a含有酚羟基,其邻位氢能与溴水发生取代反应,B正确;
C.酯基、酰胺基能和氢氧化钠反应,生成的酚羟基也能和氢氧化钠反应,故1molb一定条件下与NaOH溶液反应,最多可消耗3n molNaOH,C错误;
D.a苯环上的二溴代物有4种,D正确;
故选C。
10.在Fe2+催化作用下,C2H6与N2O制备乙醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.X为C2H5OH,是中间产物之一
B.过程①~⑥,Fe元素的化合价均发生了变化
C.增加Fe+的量,C2H6平衡转化率不变
D.每消耗1molN2O,可制备0.5molCH3CHO
【答案】C
【分析】根据反应机理图示,是反应物,是生成物,其余为中间产物。
【详解】A.根据反应③,X为,是生成物,A错误;
B.根据反应③④,涉及的中间产物中Fe元素化合价相同,B错误;
C.是催化剂,增加的量时,实质是增加的量,催化剂只改变反应速率,不改变反应物的平衡转化率,C正确;
D.反应③显示其是制备过程的副反应,会生成X(乙醇),因此每消耗1molN2O,制备不了0.5molCH3CHO,D错误;
故选C。
二、多选题
11.某同学用如图所示装置进行实验,预测现象与实际不相符的是
①中物质
②中物质
预期现象
A
乙醇
酸性KMnO4溶液
紫色溶液颜色变浅或退去
B
H2S溶液
Na2SO3溶液
溶液变浑浊、产生气泡
C
H2O2溶液
淀粉KI溶液
溶液变蓝
D
浓氨水
AlCl3溶液
生成白色沉淀后又溶解
A.A B.B C.C D.D
【答案】BD
【详解】A.乙醇能和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应使得溶液褪色,预测现象与实际相符,故A不符合题意;
B.硫化氢和亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫单质沉淀,预测现象与不实际相符,故B符合题意;
C.过氧化氢和碘化氢生成能使淀粉变蓝色的碘单质,预测现象与实际相符,故C不符合题意;
D.铝离子和弱碱氨水生成不溶于氨水的氢氧化铝沉淀,预测现象与实际不相符,故D符合题意;
故选BD。
12.科研人员通过控制光沉积的方法构建复合材料光催化剂,以Fe2+和Fe3+渗透Nafion膜在酸性介质下构建了一个还原和氧化分离的人工光合体系,其反应机理如图。下列说法正确的是
A.a的价电子排布式:3d5
B.体系中能量转化形式:电能→化学能
C.体系中总反应的活化能:Ea正>Ea逆
D.理论上每消耗18g水生成46gHCOOH
【答案】CD
【分析】由图可知,左侧水发生氧化反应生成氧气,则b生成a的反应为还原,ab分别为亚铁离子、铁离子;
【详解】A.由分析可知,a为亚铁离子,是铁原子失去2个电子后形成的,价电子排布式:3d6,A错误;
B.由图可知,体系中能量转化形式:光能→化学能,B错误;
C.体系中总反应为水和二氧化碳生成氧气和甲酸,反应为吸热反应,则活化能:Ea正>Ea逆,C正确;
D.二氧化碳转化为甲酸,碳元素化合价由+4变为-2,根据电子守恒可知, ,理论上每消耗18g水(1mol)生成46gHCOOH(1mol),D正确;
故选CD。
三、单选题
13.电解苯酚的乙腈(CH3—CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛( ),装置如图,其中电极材料均为石墨。下列说法错误的是
A.电极a为负极
B.装置工作时,乙室溶液pH减小
C.c的电极反应式为+CH3-CN+H2O-2e- +2H+
D.合成1mol扑热息痛,理论上甲室质量增重64g
【答案】B
【分析】根据题给信息可确定左侧装置为化学电源,右侧装置为电解池。化学电源中,阴离子向负极移动,故电极a是负极,电极b是正极,电极c是阳极,电极d是阴极。
【详解】A.由分析知电极a是负极,A正确;
B.乙室是化学电源的正极室,工作时,在正极b上得到电子发生还原反应,电极反应式为:,反应时减小,溶液增大,B错误;
C.电极c为阳极,在电极c上失去电子发生氧化反应,并与苯酚反应生成扑热息痛,电极反应式为:+CH3CN+H2O-2e- +2H+,C正确;
D.根据阳极c的电极反应式,合成1mol扑热息痛,转移2mol电子,负极a发生反应:,生成1mol氧气,同时乙室转移1mol到甲室,理论上甲室质量增重:,D正确;
故选B。
14.废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb及少量BaSO4,从中回收PbO的工业流程及一些难溶电解质的溶度积常数如下:
难溶电解质
PbSO4
PbCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
2.5×10-8
7.4×10-14
1.1×10-10
2.6×10-9
下列说法错误的是A.“脱硫”的目的是将PbSO4转化为PbCO3
B.滤渣的主要成分为BaSO4
C.“酸浸”时加入的H2O2既可做氧化剂又可做还原剂
D.“沉铅”后的滤液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
【答案】D
【详解】A.“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为:PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq),由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知,平衡常数K= >105,说明可以转化的比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少铅的损失,A正确;
B.加入碳酸钠时, BaSO4(s)+CO(aq)=BaCO3(s)+SO(aq),K=<105,说明该反应正向进行的程度有限,BaSO4不溶于醋酸,所以滤渣的主要成分为BaSO4,B正确;
C.酸浸时,过氧化氢能促进Pb、CH3COOH转化为Pb(CH3COO)2和H2O,H2O2做氧化剂,过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(CH3COO)2,铅元素化合价由+4价降低到了+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂,“酸浸”时加入的H2O2既可做氧化剂又可做还原剂,C正确;
D.加入碳酸钠时, BaSO4(s)+CO(aq)=BaCO3(s)+SO(aq),“脱硫”时生成少量BaCO3,“酸浸”时溶于醋酸,因此沉铅的滤液中,金属离子有 Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+,“沉铅”后的滤液中存在2c(Ba2+)+ c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D错误;
故答案选D。
四、多选题
15.分析化学中“滴定分数”的定义为滴定过程中标准溶液与待测溶液溶质的物质的量之比。常温下用0.01mo1·L-1的NaOH溶液滴定0.01mol·L-1某二元弱酸H2R溶液的滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
A.H2R的Ka1约为5.67×10-2,Ka2约为4×10-5
B.从b点到e点,溶液中一定存在:c(R2-)>c(H2R)
C.c点溶液中,c(R2-)+c(OH-)=c(HR-)+c(H+)+3c(H2R)
D.滴定过程中,混合溶液中始终增大
【答案】CD
【详解】A.由a可知,滴定分数为0.85,此时溶液中溶质H2R、NaHR的物质的量之比为0.15:0.85,pH=2,则H2R的;由d可知,滴定分数为1.8,此时溶液中溶质Na2R、NaHR的物质的量之比为0.8:0.2,pH=5,则H2R的,A正确;
B.b点溶液溶质为NaHR,e点溶液溶质为Na2R;随着氢氧化钠的加入,NaHR逐渐转化为Na2R,故b点到e点,溶液中一定存在:c(R2-)>c(H2R),B正确;
C.c点溶液中为等量的NaHR、Na2R;根据电荷守恒可知, ,由物料守恒可知,,两式联立可得,C错误;
D.滴定过程中,混合溶液中,随着氢氧化钠加入,氢离子浓度逐渐减小,故比值减小,D错误;
故选CD。
五、结构与性质
16.铜及其化合物在机械制造、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)铜元素在元素周期表中的位置是_______。
(2)Cu2+能与NH3形成具有对称空间结构的[Cu(NH3)4]2+。
①[Cu(NH3)4]2+的H—N—H键角_______(填“>”、“=”或“<”)NH3的H—N—H键角。
②若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3分别被C1-取代,能得到(m)、(n)两种不同结构的Cu(NH3)2C12:
[Cu(NH3)4]2+的空间构型是_______;在水中的溶解度:(m)_______(n)(填“>”、“=”或“<”)。
③NF3与NH3具有相同的空间构型,但NF3不易与Cu2+形成配离子,理由是_______。
(3)一种钇钡铜氧晶体属四方晶系,品胞参数如图所示,晶胞棱长夹角均为90°。晶体中Y元素的化合价为+3价,Cu元素以+2和+3两种价态存在。基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为_______;设NA为阿伏加德罗常数的值,钇钡铜氧的摩尔质量为Mg·mol-1,则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式);品体中Cu3+与Cu2+个数比为_______。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标。如原子分数坐标A为(0,0,0),B为(,,),C为(,,m),则D的原子分数坐标为_______。
【答案】(1)第四周期IB族
(2) > 平面正方形 > F的电负性比N大,N-F键成键电子偏向于F,导致NF3中N原子核对其孤电子对吸引能力增强,难以形成配位键。
(3) 1∶2 (,,1-m)
【详解】(1)铜是29号元素,在元素周期表中的位置是第四周期IB族;
(2)①[Cu(NH3)4]2+中N原子无孤电子对,所以[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角>NH3的H—N—H键角。
②若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3分别被C1-取代,能得到(m)、(n)两种不同结构的Cu(NH3)2C12,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面正方形;根据“相似相溶”,在水中的溶解度 (m)> (n)。
③F的电负性比N大,N-F键成键电子偏向于F,导致NF3中N原子核对其孤电子对吸引能力增强,难以形成配位键,所以NF3不易与Cu2+形成配离子。
(3)基态Cu原子失去4s上的1个电子和3d上的2个电子得到Cu3+,基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为;设NA为阿伏加德罗常数的值,钇钡铜氧的摩尔质量为Mg·mol-1,根据均摊原则,晶胞中Cu原子数为 、Ba原子数为2、Y原子数为1、O原子数为,晶胞的体积为,则该晶体的密度为;晶体的化学式为Cu3Ba2YO7,根据化合价代数和等于0,Cu3+与Cu2+个数比为1:2。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标。如原子分数坐标A为(0,0,0),B为(,,),C为(,,m),则D的原子分数坐标为(,,1-m)。
六、工业流程题
17.工业上以制备抗癌药物“顺铂”[Pt(NH3)2Cl2]的废渣——含铂的碘化银为主要原料回收银粉和海绵铂的工艺流程如下:
已知:①N2H4是一种强还原剂,在碱性条件下可将多数金属离子还原成单质。
②Ksp(AgCl)=1.8×10-10,NaCl在浓硫酸中难溶,Ag2SO4在不同浓度硫酸中的溶解量如下:
硫酸浓度/(mol•L-1)
18
15
12
9
6
0
硫酸银溶解量/(g•L-1)
209.00
78.94
31.20
11.14
8.74
4.68
回答下列问题:
(1)“顺铂”分子中Pt的化合价为_______。
(2)“氧化浸出”中,应选用上表所列_______mol·L-1H2SO4,发生反应的化学方程式为_______。
(3)“稀释”在陶瓷反应釜中进行,具体操作为_______;“沉银”过程中反应Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)⇌2AgCl(s)+(aq)的化学平衡常数为_______mol-1·L。
(4)“还原浸出”制银粉过程中有N2产生,发生反应的离子反应方程式为_______;该工艺经物理处理,可再生循环利用的物质有_______(填化学式)。
【答案】(1)+2
(2) 18 2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2O
(3) 将滤液2沿陶瓷反应釜内壁缓慢加入已装有水的陶瓷反应釜中,边加边搅拌 4.2×1014
(4) 4AgCl+N2H4+4OH-=4Ag+N2↑+4Cl-+4H2O NaCl
【分析】含铂的碘化银加入N2H4、氢氧化钠还原得到银、铂固体,固体加入硫酸氧化浸出分离出不反应的铂和含有硫酸银的滤液,滤液稀释后加入氯化钠得到氯化银沉淀,氯化银加入N2H4、氢氧化钠还原得到银;
【详解】(1)根据化合价代数和为零可知,“顺铂”[Pt(NH3)2Cl2] 分子中Pt的化合价为+2;
(2)“氧化浸出”中要尽可能的溶解银,结合图表可知,应选用上表所列18mol·L-1H2SO4,发生反应为银和浓硫酸加热生成硫酸银、二氧化硫、水,化学方程式为2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2O;
(3)浓硫酸溶于水放出大量的热,氧化浸出操作中使用了过量浓硫酸,“稀释”具体操作为将滤液2沿陶瓷反应釜内壁缓慢加入已装有水的陶瓷反应釜中,边加边搅拌;
由图表可知,硫酸银在水溶液中溶解量为4.68g/L,则饱和硫酸银溶液浓度为0.015mol,则,“沉银”过程中反应Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)⇌2AgCl(s)+(aq)的化学平衡常数为mol-1·L。
(4)已知,N2H4是一种强还原剂,在碱性条件下可将多数金属离子还原成单质。“还原浸出”制银粉过程中有N2产生,则反应为氯化银、N2H4、氢氧根离子反应生成银单质、氮气、水、氯离子,离子反应方程式为4AgCl+N2H4+4OH-=4Ag+N2↑+4Cl-+4H2O;该工艺经物理处理,可从滤液1、3中得到氯化钠在沉银流程中再生循环利用。
七、实验题
18.实验室通过固体碱熔氧化法制备KMnO4.具体实验过程如下:
I.制备K2MnO4溶液
将KC1O3和KOH置于铁坩埚中加热熔融,分多次将MnO2粉末加入,强热5分钟。充分反应后冷却,将固体捣碎,加水溶解,微热,趁热减压过滤得到K2MnO4溶液。
(1)反应的化学方程式为_______。
(2)选用铁坩埚不用瓷坩埚的原因是_______。
II.K2MnO4的歧化制备KMnO4
实验原理:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3
实验装置如图所示,将K2MnO4溶液转移到三颈烧瓶中,关闭旋塞2、5,打开旋塞1、3、4,趁热往K2MnO4溶液中通入CO2发生反应,没有反应的CO2被收集到气囊a中。
(3)待气囊a收集到较多气体时,关闭旋塞1和旋塞_______,打开旋塞_____,轻轻挤压气囊a,将气体压入K2MnO4溶液中继续反应。未反应的CO2又被收集在气囊b中,如此反复直至K2MnO4完全歧化,经过一系列操作得到KMnO4晶体。整个过程中温度不宜过高的原因是_____。
III.KMnO4的纯度分析
(4)准确称取2.00gKMnO4产品溶于水,配成100.00mL溶液。用移液管取25.00mL0.2mo1·L-1的H2C2O4溶液于锥形瓶中,并加入2mL稀硫酸。用上述KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液,重复操作3次,消耗KMnO4溶液的体积平均为20.00mL。
滴定终点的现象是_______,计算可得产品中KMnO4的纯度是_______,下列情况会导致KMnO4纯度测定值偏小的是_______(填标号)。
A.产品含少量K2MnO4 B.酸式滴定管滴定后有气泡
C.酸式滴定管没有润洗 D.滴定接近终点时用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁
【答案】(1)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)瓷坩埚易被强碱腐蚀
(3) 3 2、5 防止高锰酸钾受热分解
(4) 最后一滴标准液加入后,溶液由无色变为浅红色且30秒内不恢复原色 79.0% AC
【分析】滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算。
【详解】(1)由题意可知,KClO3、KOH、MnO2加热反应生成锰酸钾,根据质量守恒可知,还会生成氯化钾、水,反应为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;
(2)瓷坩埚易被强碱反应而腐蚀,故选用铁坩埚不用瓷坩埚;
(3)待气囊a收集到较多气体时,关闭旋塞1和旋塞3,打开旋塞2、5,轻轻挤压气囊a,将a中收集的二氧化碳气体压入K2MnO4溶液中继续反应,未反应的CO2又被收集在气囊b中,如此反复直至K2MnO4完全歧化,经过一系列操作得到KMnO4晶体;高锰酸钾不稳定受热分解为锰酸钾、二氧化锰、氧气,故整个过程中温度不宜过高;
(4)滴定过程中反应为:,高锰酸钾溶液为紫红色,故滴定终点的现象是最后一滴标准液加入后,溶液由无色变为浅红色且30秒内不恢复原色;产品中KMnO4的纯度是;
A.产品含少量K2MnO4,锰酸钾也会和草酸反应,导致标准液用量增加,导致测定结果偏小;
B.酸式滴定管滴定后有气泡,导致标准液读数偏小,使得测定结果偏大;
C.酸式滴定管没有润洗,使得标准液用量增大,使得测定结果偏小;
D.滴定接近终点时用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,不影响标准液用量,不影响测定结果;
故选AC。
八、有机推断题
19.氯霉素(H)的一种合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的名称为_______;A→B反应类型为_______。
(2)C→D的化学方程式为_______;符合下列条件的E的同分异构体有_______种。
①含有酚羟基和氨基 ②苯环上有两个取代基 ③能发生水解反应
(3)F的结构简式为_______;试剂a为_______;G中含氧官能团有_______种。
(4)根据上述信息,写出以乙烯为主要原料制备的合成路线__________。
【答案】(1) 苯乙烯 加成反应
(2) 15
(3) 浓硝酸和浓硫酸 2
(4)
【分析】A的分子式为C8H8,结合B的结构简式,推知A为,B发生消去反应生成C,C与2分子HCHO之间发生加成反应生成D,D与氨气发生取代反应生成E,对比E、G的结构,E发生水解反应生成F,F发生硝化反应生成G,故F为,G发生信息中反应生成H,H的结构简式为。
【详解】(1)A的名称为苯乙烯;A为与水加成生成B,A→B反应类型为加成反应。故答案为:苯乙烯;加成反应;
(2)C与2分子HCHO之间发生加成反应生成D,C→D的化学方程式为;符合下列条件的E的同分异构体有15种。①含有酚羟基和氨基 ②苯环上有两个取代基 ③能发生水解反应,除去残基为-C4H8ON,要有-NH2,又要能水解,能形成如下5种基团、,分别位于酚羟基的邻间对三个位置,共15种。
故答案为:;15;
(3)F发生硝化反应生成G,故F的结构简式为;试剂a为浓硝酸和浓硫酸;G中含氧官能团有硝基和羟基2种。故答案为:;浓硝酸和浓硫酸;2;
(4)根据上述信息,乙烯与水发生加成反应生成乙醇,氧化得到乙醛,与乙烯生成,在酸性条件下得到,浓硫酸,加热条件下得到产物,以乙烯为主要原料制备的合成路线。故答案为:。
九、原理综合题
20.甲烷在化学工业中应用广泛。回答下列问题:
(1)H2捕集CO2合成CH4涉及下列反应:
I.4H2(g)+CO2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) △H1平衡常数K1
II.H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2平衡常数K2
①相关物质相对能量大小如图所示,则△H1=_______kJ·mol-1,升高温度,_______(填“增大”或“减小”)。
②起始物=3时,反应在不同条件下达到平衡。240℃甲烷的物质的量分数x(CH4)与压强p的变化关系、5×105Pa时(CH4)与温度T的变化关系如图所示。图中对应A、B两点的速率:vA(正)_______vB(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”);若C点CH4与CO的分压相同,则p(H2O)=_______Pa,反应I以物质的量分数表示的平衡常数KxI=_______。
(2)CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一、恒压、750℃时,CH4和CO2反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
其中过程II主要发生如下反应:
i.CaO(s)+CO2(g)⇌CaCO3(s)
ii.2Fe3O4(s)+8H2(g)⇌6Fe(s)+8H2O(g)
iii.Fe3O4(s)+4CO(g)⇌3Fe(s)+4CO2(g)
过程II平衡后通入He,反应iii的化学平衡将_____(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),重新平衡时,n(CO2)_______(填“增大”、“减小”或“不变”),p(CO)_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1) -165 减小 大于 1.5×105
(2) 逆向移动 增大 不变
【详解】(1)①△H1=(-75 kJ·mol-1)+2×(-242kJ·mol-1) -(-394 kJ·mol-1) = -165 kJ·mol-1;△H2=(-111 kJ·mol-1)+ (-242kJ·mol-1) -(-394 kJ·mol-1) = +41 kJ·mol-1;由盖斯定律可知,I- II得:3H2(g)+CO(g)⇌CH4(g)+H2O(g),△H=-206 kJ·mol-1,其平衡常数,反应为放热反应,温度升高,平衡逆向进行,平衡常数变小;
②由图可知,A点温度更高、压强更大,则平衡时A点的正逆反应速率更快,则速率:vA(正)大于B(逆);
假设氢气、二氧化碳投料分别为3mol、1mol,且C点CH4与CO的分压相同,则:
此时,反应后总的物质的量为(4-2a)mol;已知x(CH4)=0.1、压强为5×105Pa,则,,总的物质的量、水的物质的量为,则p(H2O)= ;
平衡时氢气、二氧化碳、甲烷、水分别为、、、,其物质的量分数分别为0.4、0.1、0.1、0.3,则反应I以物质的量分数表示的平衡常数KxI=;
(2)恒压、750℃时,过程II平衡后通入He,相当于增大容器体积,导致反应i逆向移动,使得二氧化碳增多,进而导致反应iii的化学平衡将逆向移动;反应i为气体分子数减小的反应、反应ii、iii为气体分子数不变的反应,故达到重新平衡时,n(CO2) 仍然增大;反应iii为气体分子数不变的反应,且反应物中只有一氧化碳为气体,其平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,则新平衡时p(CO)不变。
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