精品解析:山东省淄博市2023届高三三模化学试题(解析版)
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化学
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。
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 Li:7 C:12 N:14 O:16 F:19 Fe:56 Ti:48 Y:89
一、选择题:本题共10小题,每题2分,共20分,每小题只有1个选项符合题目要求。
1. 化学与生活、生产、科技息息相关。下列说法正确的是
A. 医用软膏中的“凡士林”属于油脂
B. 重油裂解为轻质油作燃料有助于实现“碳中和”
C. 太空机械臂的主要成分是铝合金,其强度大于纯铝
D. 太阳能电池翼基板采用的碳纤维和玻璃纤维均属于有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.医用软膏中的“凡士林”属于烷烃,A错误;
B.重油裂解为轻质油为燃料,燃烧过程中不会减少二氧化碳的排放,不会有助于实现“碳中和”,B错误;
C.合金的强度大于纯金属,C正确;
D.碳纤维是无机非金属材料,D错误;
故选C。
2. 下列物质的性质和用途有对应关系的是
A. AgBr呈淡黄色,可用作感光材料
B. Zn比Fe活泼,可用于铁闸门的防护
C. SO2具有酸性和漂白性,可用作食品抗氧化剂
D. 聚合硫酸铁铝能水解形成胶体,可用作自来水消毒剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.AgBr光照下易分解,因此可做感光材料,与颜色无关,A错误;
B.锌铁构成的原电池中Zn作负极,Fe作正极,正极上发生得电子的反应,负极发生失电子的反应,则Zn可用于水库铁闸门的防护,B正确;
C.SO2具有还原性,可作食品的抗氧化剂,与漂白性和酸性无关,C错误;
D.铁离子水解能够生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,所以聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水,但不能用于自来水杀菌消毒,D错误;
故答案为:B。
3. 下列实验装置或操作正确的是
A. 用甲装置制作简单燃料电池 B. 用乙装置制备并测量其体积
C. 用丙装置检验乙炔具有还原性 D. 用丁装置证明苯环使羟基活化
【答案】A
【解析】
【详解】A.闭合K1,形成电解池,右侧石墨为阴极,H+放电产生氢气,左侧石墨为阳极,OH-放电生成氧气,然后断开K1、闭合K2,形成简单燃料电池,右侧石墨为负极,左侧石墨为正极,故A正确;
B.极易溶于水,不能用装有水的量气管测量的体积,故B错误;
C.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中会有H2S气体,H2S也具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.苯和饱和溴水不能发生取代反应,苯酚和饱和溴水反应生成三溴苯酚,说明羟基使苯环活化,故D错误;
4. 一种用作锂离子电池电解液的锂盐结构如图所示,为原子序数依次增大的短周期主族元素,原子的最外层电子数等于其电子总数的。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 与同周期的元素中第一电离能小于的有5种
D. 该锂盐熔点高于
【答案】C
【解析】
【详解】为原子序数依次增大的短周期主族元素,原子的最外层电子数等于其电子总数的,为磷元素,结合结构分析,X形成四个共价键,为碳元素,Y形成两个共价键,为氧元素,Z形成一个共价键,为氟元素。据此分析。
A.磷离子有3个电子层,氧离子和氟离子都有2个电子层,故磷离子半径大于氧离子和氟离子半径,根据电子层结构相同,核电荷数越大半径越小分析,氟离子半径小于氧离子半径,A错误;
B.水的沸点高于氟化氢的沸点,B错误;
C.同周期元素,从左到右第一电离能逐渐增多,但磷原子为半充满结构,较稳定,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能比磷小有钠镁铝硅和硫六种元素,C正确;
D.该盐阴离子半径大,根据离子半径越小,所带电荷越多,形成离子晶体的晶格能越大,熔点越高分析,其熔点低于氯化锂,D错误;
故选C。
5. 环丙叉环丙烷(n)存在如图转化关系。下列说法错误的是
A. n分子中所有碳原子共平面 B. p分子不能发生消去反应
C. n分子和m分子的一氯代物均只有1种 D. m的同分异构体中属于芳香族化合物的共4种
【答案】D
【解析】
【详解】A.与双键相连的碳原子处于同一平面,故n分子种所以碳原子共平面,A正确;
B.连接溴原子的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,故不能发生消去反应,B正确;
C.n和m分子中均只有一种氢原子,故一氯代物只有1种,C正确;
D.m的同分异构体中属于芳香族化合物的有:、、、 、,共5种,D错误;
故选D。
6. 利用电化学还原方法催化点击反应,制备功能化侧基聚合物的反应原理如下。下列说法错误的是
A. 聚合反应物分子中含有手性碳原子
B. 反应过程中有非极性键的断裂和极性键的形成
C. 通过电流控制(Ⅱ)还原为(Ⅰ)进而催化反应发生
D. 聚合反应物分子与按照物质的量之比1∶1反应的产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据该反应物的结构简式可知,其中含有手性碳,A正确;
B.反应过程中有非极性键N—N键的断裂,和极性键N—C键的形成,B正确;
C.由图可知,在电流的作用下,(Ⅱ)还原为(Ⅰ)进而催化反应发生,C正确;
D.由图可知,应该是聚合反应物分子与按照物质的量之比1∶n反应的产物,D错误;
故选D。
7. 根据如图所示装置进行实验,能得到相应结论的是
试剂a、b
现象
结论
A
溶液、
有气泡生成
B
、稀
试管上部有红棕色气体
与稀反应生成
C
、乙醇
产生无色气体
乙醇中含有水
D
漂白粉、稀硝酸
产生黄绿色气体
稀硝酸表现出强氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向Na2CO3中滴加CH3COOH,有气泡生成,说明醋酸的酸性比碳酸强,即,故A正确;
B.与稀反应,稀一般被还原为NO,故B错误;
C.钠可以直接和乙醇反应生成氢气,故C错误;
D.漂白粉在酸性条件下Cl-和ClO-离子反应生成氯气,是HClO表现强氧化性,故D错误;
故选A。
8. “热再生电化学循环”电池用于收集废热,提高能源利用率。工作原理:。下列说法错误的是
A. 低温工作时,化学能转变为电能和热能
B. 低温工作时,通过多孔隔膜移向电极
C. 收集废热时,阴极上附着的减少
D. 收集废热时,阳极反应为
【答案】B
【解析】
【分析】收集废热时,的一极为阳极,电极反应为-e-=,AgCl极为阴极,电极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-,低温工作时,Ag电极为负极,电极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl,电极为正极,电极反应为+e-+K+=。
【详解】A.由方程式可知,低温工作时,该装置放电,化学能转变为电能和热能,故A正确;
B.低温工作时,该装置放电,为原电池,由分析可知,Ag电极为负极,电极为正极,阳离子K+向电极移动,故B错误;
C.收集废热时,Ag电极为阴极,阴极电极反应为:AgCl+e-=Ag+Cl-,AgCl转化为Ag和Cl-,阴极上附着的AgCl减少,故C正确;
D.收集废热时,电极为阳极,,电极反应为-e-=,故D正确;
故选B。
9. 甲酸在纳米级磁性表面分解为活性和,经下列历程实现的催化还原,从而减少污染。下列说法错误的是
A. 将磁性处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解速率
B. 在整个历程中,可完全还原
C. 总反应方程式为2+5HCOOH+2H+N2↑+5CO2↑+6H2O
D. 反应历程中生成的可调节体系,有增强氧化性的作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.将催化剂处理成纳米级颗粒可增大接触面积,提高甲酸分解速率,故A正确;
B.转化为0.5molN2,转移5mol电子,1molH2转移2mol电子,所以完全还原消耗2.5molH2,故B错误;
C.在反应历程图中箭头指进循环过程的为反应物,箭头从循环过程中指出的为生成物,故总反应方程式为2+5HCOOH+2H+N2↑+5CO2↑+6H2O,故C正确;
D.与在氧化Fe2+的过程中需要消耗氢离子,pH值降低,但H2还原Fe3+过程中生成氢离子,所以生成的氢离子可以起到调节pH的作用,同时具有增强氧化性的作用,故D正确;
故选D。
10. 实验室提纯1-丁醇粗品(含杂质正丁醛)流程如下。下列说法错误的是
已知:①1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚;
②
A. 试剂a为饱和溶液,试剂b为乙醚
B. 操作Ⅰ和操作Ⅲ均为过滤
C. 无水的作用是干燥除水
D. 蒸馏时冷却水从球形冷凝管的下口进入
【答案】D
【解析】
【分析】由信息②可知,试剂1是饱和亚硫酸钠溶液,用来除去粗品中正丁醛,操作1是过滤,滤液中加入乙醚萃取1-丁醇,再分液得到有机层,再加入干燥剂,过滤得到1-丁醇、乙醚混合物,由二者沸点可知,通过蒸馏得到1-丁醇。
【详解】A.由信息②可知,试剂a为饱和NaHSO3溶液,用来除去粗品中正丁醛,1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚,试剂b为乙醚,用来萃取1-丁醇,故A正确;
B.操作I分离固体与液体,而操作Ⅲ分离液体与固体干燥剂,均采取过滤操作,故B正确;
C.硫酸镁具有吸水性,可以吸收有机物中水分进行干燥除水,故C正确;
D.球体部分会残留较多的馏分,蒸馏时宜用直形冷凝管进行冷凝收集,球形冷凝管主要用于冷凝回流作用,故D错误;
故选D。
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㫢,全都选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 以钴渣(主要成分是CoO、Co2O3含少量Ni、Al2O3等杂质)为原料制取CoCO3,工艺流程如下。下列说法错误的是
已知①被萃取原理:(水层)(有机层)(有机层)(水层)
②碱性条件下,会转化成
A. “酸浸”中反应的离子方程式为
B. 若萃取剂的总量一定,分次加入比一次加入效果更好
C. 试剂X为稀硫酸
D. “沉钴”时,可将含的溶液滴入溶液中,以增加的产率
【答案】D
【解析】
【分析】含钴废渣主要成分CoO、Co2O3,含少量Al2O3、Ni,由流程可知,加入稀硫酸酸浸,发生反应Co2O3+6H+=2Co3++3H2O,CoO+2H+=Co2++H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,Ni+2H+=Ni2++H2↑,同时通入SO2,Co3+被还原为Co2+,发生2Co3++SO2+2H2O=2Co2++ +4H+,得到的溶液主要含有的金属离子有Co2+、Al3+、Ni2+,加入Na2CO3溶液调节pH与Al3+发生2Al3++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑,过滤,除去Al(OH)3,加入萃取剂,萃取Ni2+,分液后向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡,得到NiSO4溶液,向水层中缓慢加入Na2CO3,得到CoCO3,以此分析解答。
【详解】A.根据分析可知,酸浸过程中二氧化硫会还原Co2O3,根据电子守恒和元素守恒配平离子方程式为:2Co3++SO2+2H2O=2Co2+++4H+,A正确;
B.萃取过程中,每一次萃取都是按照一定比例进行的溶质分配,多次萃取相当于不断降低物质的浓度,提取效率高,B正确;
C.由题干已知①信息可知,被萃取原理:(水层)(有机层)(有机层)(水层),则接入酸可使上述平衡逆向移动,根据反萃取后得到NiSO4可知,试剂X为H2SO4最合适,C正确;
D.将含Co2+的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中,碳酸钠过量,碱性过强,会生成Co(OH)2沉淀,降低了CoCO3的产率,D错误;
故答案为:D。
12. 室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验
实验操作和现象
Ⅰ
用计测定溶液的为6.2
Ⅱ
取少量新制饱和氯水于试管中,向其中加入溶液至过量,产生大量无色气泡……
Ⅲ
向溶液中滴加少量溶液,溶液迅速变黄,稍后产生气体;再加入几滴溶液,溶液变红,一段时间后,溶液颜色明显变浅
Ⅳ
向溶液中滴加溶液,很快有大量气体逸出,后,蓝色溶液变为红色浑浊,继续加入溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液
下列有关说法错误的是
A. 由实验Ⅰ可知,室温下
B. 实验Ⅱ中还可观察到溶液的颜色逐渐变浅,最后消失
C. 实验Ⅲ中一段时间后,溶液颜色明显变浅,原因是过量的有氧化作用
D. 实验Ⅲ、Ⅳ表明溶液、溶液对溶液的分解均有一定的催化作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.忽略水的电离与过氧化氢的第二步电离,, ,A正确;
B.氯水中的Cl2与过氧化氢发生反应,可观察到溶液的颜色逐渐变浅,最后消失,B正确;
C.向溶液中滴加少量溶液,溶液迅速变黄,发生反应:,然后产生气体且加入KSCN溶液变红,说明催化过氧化氢分解,如果是与过氧化氢发生氧化还原反应则不会变红,一段时间后,溶液颜色明显变浅,有可能是过量的将SCN-氧化,C正确;
D.实验Ⅳ中Cu2+先被还原,最后又得到Cu2+,说明Cu2+有催化作用,而实验Ⅲ经C选项分析可知未作催化剂,D错误;
故选D。
13. 下图装置充电时生成已二腈[],放电时生成,a、b是互为反置的双极膜,双极膜中的会解离出和。下列说法正确的是
A. 极的电势低于极的电势
B. 放电时,双极膜中向极移动
C. 充电时,极的电极反应式为
D. 若充电时制得已二腈,则放电时需生成才能使左室溶液恢复至初态
【答案】C
【解析】
【详解】A.放电时,N极H2O失去电子生成氧气,作为负极,M是正极,M极电势高于N极, A错误;
B.放电时,N极H2O失去电子生成氧气,作为负极,N极电极反应是:2H2O-4e-=O2↑+4H+,原电池中阴离子OH-向负极N极移动, B错误;
C.充电时,N极中CH2=CH-CN转化NC(CH2)4CN,CH2=CH-CN中除-CN外,C平均化合价是-1价,NC(CH2)4CN外,C平均化合价是-1.5价,化合价降低,故是发生还原反应,作为阴极,根据原子守恒,电极方程式为:,故C正确。
D.根据C选项中电极反应可知,制得1mol NC(CH2)4CN,得到电子是2mol,根据放电时正极电极方程式:2H2O-4e-=O2↑+4H+,生成0.5mol O2,D错误;
故选C。
14. 常温下,向含有的工业废水中逐滴加入溶液,随的变化关系如图所示[表示或或]。
已知:。当离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。下列说法正确的是
A. 曲线①表示与的关系
B. 时,溶液中
C. 时,可认为沉淀完全
D. 时,
【答案】C
【解析】
【分析】,当pCu2+=0时,c(Cu2+)=1mol/L,,,,即曲线①表示-lgc(Cu2+)与pH的关系,=0时,此时,,即曲线②表示与pH的关系,则曲线③表示-lgc(Fe2+)与pH的关系,当pFe2+=0时,,则。
【详解】A.根据分析,曲线①表示-lgc(Cu2+)与pH的关系,A错误;
B.时,溶液中c(H+)=10-5mol/L,,此时,即,B错误;
C.当时,溶液中,,则溶液中,,即可认为Cu2+沉淀完全,C正确;
D.由分析可知,,时,Cu2+、Fe2+转化为沉淀,此时,即,D错误;
故选C。
15. 是锂离子电池正极材料,晶体中围绕形成八面体,八面体共棱形成层状空间结构,与层交替排列。在充放电过程中,(Ⅲ)与(Ⅳ)相互转化,在层间脱出或嵌入,晶胞组成变化如图所示。下列说法正确的是
A. 中
B. 每个晶胞中与Co(Ⅳ)个数比为
C. 每个晶胞转化为晶胞转移的电子数为4
D. 相同质量的分别转化为与转移电子数之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,中的个数为2+8=3,中的个数为1+8=2,则,x=,故A错误;
B.由A可知中,设每个晶胞中Co(Ⅳ)的个数为a,(Ⅲ)的个数为b,根据化合价代数和为零可知,+4a+3b=2×2,a+b=1,解得a=,b=,与Co(Ⅳ)个数比为,故B正确;
C.中的个数为1+8=2,中的个数为1+4= ,每个晶胞转化为晶胞过程中失去个,转移的电子数为,故C错误;
D.每个晶胞转化为转移的电子数为,中的个数为2+8=3,每个晶胞转化为过程中得到1个,转移1个电子,则相同物质的量的分别转化为与转移电子数之比为,故D错误;
故选B。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 铁、镍、铜、钇()在医药、催化及材料等领域中应用广泛。回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置为________,第二周期中基态原子末成对电子数与相同且电负性最小的元素是___________(填元素符号)。
(2)一种某铁的配合物结构如图所示。该物质中不含有的化学键类型是________ (填标号)。
A.离子键 B.配位键 C.非极性共价键 D.键 E.键
在、、分子中,键角最大的是________。
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,结构如下图。
甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为___________(填“”或“”);能与形成稳定的环状化合物,其原因是___________;顺式甘氨酸铜在水中溶解度远大于反式甘氨酸铜,主要原因是___________。
(4)铁酸钇的正交相晶胞结构以及各原子的投影如图所示。
已知1号原子分数坐标为,2号原子分数坐标为,则3号原子的分数坐标为___________;若晶胞参数为和,,用表示阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为___________(列出表达式)
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②. C
(2) ①. A ②.
(3) ①. ②. 中N原子提供孤电子对,与铜离子形成稳定的配位键 ③. 顺式甘氨酸铜极性大,反式甘氨酸铜极性小
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;Ni原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,在3d轨道上有两个未成对的电子,第二周期中基态原子末成对电子数与Ni相同元素的价电子排布式有2s22p2和2s22p4,分别是碳元素和氧元素,其中电负性最小的是碳;
【小问2详解】
根据结构图可知,该化合物中不含有离子键,故选A;,、、均为以Si原子为中心的四面体结构,为正四面体,由于电负性F>Cl>C,F的电负性最大,Si周围的电子云密度最小,C-Si成键电子对之间斥力最大,键角最大,故键角C-Si-C最大的为(CH3)3SiF;
【小问3详解】
甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,根据结构图可知,甘氨酸铜中铜原子和与铜形成键的2个O、2个N处于同一平面,则铜原子的杂化类型为dsp2;中N原子提供孤电子对,与铜离子形成稳定的配位键,故能形成稳定的环状化合物;根据相似相溶原理,极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂,由于水是极性分子,顺式甘氨酸铜在水中溶解度远大于反式甘氨酸铜,原因是顺式甘氨酸铜极性大,反式甘氨酸铜极性小;
【小问4详解】
由晶胞结构图可知,1号原子分数坐标为,2号原子分数坐标为,则3号原子的分数坐标为;若晶胞参数为和,则该晶体的密度为=。
17. 用方铅矿(,含少量)和软锰矿(,含少量)制备和的工艺流程如下:
已知:难溶于冷水,易溶于热水;
回答下列问题:
(1)“浸取”中,饱和溶液的作用是___________,主要反应的离子方程式为___________。
(2)“趁热过滤”的目的是___________;“调”时,溶液中的浓度为,相关元素可溶性组分物质的量浓度与的关系如图甲所示,溶液的理论范围为___________(当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全;不考虑溶液体积变化)。
(3)“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式),“转化”中反应的离子方程式为___________。
(4)滤液X用空气和氨水处理可制备,反应温度和溶液对的纯度和产率影响如图乙所示:
①写出由滤液制备的化学方程式为___________。
②为提高的纯度和产率,应选取的温度和分别为___________。
【答案】(1) ①. 增大氯离子浓度,促进正向移动,生成 ②.
(2) ①. 降温易结晶析出,趁热过滤有利于铅的化合物与不溶性杂质分离 ②. 4.5≤pH<7.3
(3) ①. Al(OH)3、Fe(OH)3 ②.
(4) ①. ②. 50℃ 8.5
【解析】
【分析】用方铅矿(,含少量)和软锰矿(,含少量)加入盐酸和饱和氯化钠溶液浸取,发生反应,氧化铁和氧化铝溶于盐酸生成氯化铁和氯化铝,过滤出硫,通入氨气调节溶液的pH,使铝离子和铁离子以氢氧化物的形式沉淀趁热除去,冷却后得到二氯化铅,再加入硫酸钠进行转化为硫酸铅。据此解答。
【小问1详解】
加入饱和氯化钠溶液的目的是增大氯离子浓度,促进正向移动,生成。此步主要为二氧化锰氧化硫化铅生成硫,离子方程式为:。
【小问2详解】
根据信息难溶于冷水,易溶于热水,趁热过滤有利于铅的化合物与不溶性杂质分离。由图可知,Mn2+沉淀完全的pH=9.8,c(H+)=10-9.8mol/L,c(OH-)=10-4.2mol/L,==10-13.4;从图分析,保证铁离子和铝离子完全沉淀分离,溶液的pH最小为4.5,锰离子不能沉淀,锰离子开始沉淀时c(OH-)===10-6.7mol/L,c(H+)=10-7.3mol/L,故最大的 pH为7.3,故pH的理论范围为4.5≤pH<7.3。
【小问3详解】
滤渣2的主要成分为氢氧化铝和氢氧化铁,转化过程是将二氯化铅转化为硫酸铅,反应的离子方程式为。
【小问4详解】
滤液X用空气和氨水处理得到四氧化三锰,根据氧化还原反应配平其方程式为:。从图分析,温度50℃时纯度和产率都较高,溶液的pH为8.5时纯度和产率最高,故选择该温度和pH。
18. 某小组利用如图所示装置制备并收集(夹持装置略去),并测定由制备的纳米的组成。
已知:Ⅰ.高温时能与反应,极易水解,能溶于;
Ⅱ.瓷舟中主反应生成和一种氧化物(有毒气体),还有少量副产物;
Ⅲ.相关物质的熔沸点如表:
熔点/
306
沸点/
136.4
315
76.8
(1)写出中反应的离子方程式___________;上述装置存在一处缺陷,会导致产率降低,改进的方法是___________。
(2)将管式炉加热至时,瓷舟中主要反应的化学方程式为___________;控温箱的温度在,目的是___________;欲分离上述雉形瓶中的液态混合物,采用操作的名称___________。
(3)装置单元的作用为___________。
(4)测定纳米组成
①电位滴定:根据电极电位的突跃可确定滴定终点
用E表示指示电极的电位,V表示标准溶液体积,表示指示电极的电位改变量,表示标准溶液体积增量,以下所示滴定终点附近的图像正确的是___________(填序号)。
②用的标准溶液滴定,平均消耗标准溶液,则的化学式为___________。
【答案】(1) ①. ②. 在装置A和B之间加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶
(2) ①. ②. 液化分离出 ③. 蒸馏
(3)尾气吸收CO,防止空气污染
(4) ①. AC ②.
【解析】
【分析】装置A利用与浓盐酸反应制得,B装置用来干燥,在装置C中与和碳粉反应制得,蒸气经过控温装置D在E中冷凝液化收集,碱石灰既可尾气处理,又可以防止外界空气中的水蒸气进入E装置使水解。
【小问1详解】
装置A利用与浓盐酸反应制得,离子方程式为:;这种方法制得的中会混有杂质气体HCl和水蒸气,装置图中没有除去HCl的装置,会导致产率降低,改进的方法是:在装置A和B之间加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶。
【小问2详解】
据题意可知进入瓷舟与和碳粉反应制得和一种氧化物(有毒气体),根据元素守恒思想可推断此有毒气体为CO,所以将管式炉加热至时,瓷舟中主要反应的化学方程式为:,结合表中数据可知该温度下逸出气体中有和,控温箱的温度在,可以液化分离出,进入E中锥形瓶的则有和,欲分离该液态混合物应采用蒸馏的操作。
【小问3详解】
碱石灰只能尾气处理,但不能吸收CO,所以装置单元的作用为:尾气吸收CO,防止空气污染。
【小问4详解】
①采用电位滴定法进行滴定,随着的滴入,指示电极的电位逐渐增大,达到滴定终点时,指示电极电位存在突跃,A中有突跃的过程,A正确;滴定终点时指示电极存在突跃,加入少量标准液指示电极电位即有较大变化,则在滴定终点时数值变化大,C正确,故答案为:AC。
②Fe3+将Ti3+氧化为TiO2+,自身被还原为Fe2+,根据得失电子守恒,Fe3+与Ti3+消耗的物质的量之比为1∶1,消耗 Fe3+的物质的量为:01000mol/L´0.04L=0.004mol,则有n(Ti3+)=0.004mol,根据Ti元素守恒3.47g样品中TiO2的物质的量为0.04mol ,TiO2的质量为0.04mol´80g/mol=32g,剩余的0.27g为H2O的质量,则H2O的物质的量为 ,则该样品的组成为。
19. 治疗消化不良药物甲磺酸萘莫司他的中间体J的合成路线如下:
已知:Ⅰ.(烃基,酰基)
Ⅱ.(烃基,酰基;,烃基)
Ⅲ.(烃基)
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________。
(2)C中所含官能团的名称为___________,符合下列条件的的同分异构体有___________种。
①能水解 ②能与氯化铁溶液发生显色反应
其中,核磁共振氢谱峰面积之比为的结构简式为___________。
(3)H的化学式为___________,的反应类型为___________。
(4)E与I反应生成J的反应方程式为___________。
(5)已知: (R,,烃基),综合上述信息,写出由和二甲胺制备的合成路线______。
【答案】(1) (2) ①. 氨基、羧基 ②. 6 ③.
(3) ①. NH3 ②. 加成反应
(4) (5)
【解析】
【分析】A的分子式为C6H6NBr,相当于C6H6因此不饱和度为,根据E的结构可知为二元取代且取代基的位置是在对位,可得A的结构简式为,A生成B发生的是已知I的反应,因此生成B的结构简式为,而后在H3O+作用下生成C,C的结构简式为,C生成D发生的是已知Ⅱ的反应,因此生成D的结构简式为,F的分子式是C10H7OBr,不饱和度为7,根据物质J的结构可知,F的结构简式为,而后G的结构简式为,根据I的分子式C11H10ON2,相当于C11H8因此不饱和度为,可知I的结构简式为,根据已知Ⅱ也可推出H为NH3,据此作答。
【小问1详解】
根据上述可知A,故答案为:;
【小问2详解】
C的结构简式为,所含官能团为氨基、羧基,符合C的同分异构体能水解说明含有肽键,能与氯化铁溶液发生显色反应说明含有酚羟基,因此苯环上为二元取代,分别是-OH和-CONH2以及-OH和-NHCHO,均是邻间对三种,故共有6种,其中,核磁共振氢谱峰面积之比为的结构简式为,故答案为:氨基、羧基;6;;
【小问3详解】
根据上述可知H为NH3,根据已知Ⅱ可知的反应类型为加成反应,故答案为:NH3;加成反应;
【小问4详解】
E与I反应生成J的反应方程式为:;故答案为:;
【小问5详解】
由和二甲胺制备的合成路线,根据信息可得:,故答案为:。
20. 和重整制取和,是实现“碳中和”的理想技术。该工艺涉及以下反应;
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
回答下列问题:
(1)已知和的燃烧热分别为、和,___________。
(2)刚性密闭容器中,进料比分别为1.5、2.0,起始压强为,只发生反应Ⅰ和Ⅱ。平衡时甲烷的质量分数、与温度关系如图。
①进料比为2.0时对应的甲烷质量分数和的曲线分别为___________和___________。随温度升高而增大的原因是___________。
②时,反应经达到平衡点,反应Ⅱ的平衡常数,则点对应的转化率为___________,的平均消耗速率为___________(保留2位有效数字)。
(3)积碳是导致催化剂失活的主要原因。在时,将相同组成的混合气体,以恒定流速分别通过反应器,测得数据如图所示。
注:表示反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比。
下列对催化剂失活的分析错误的是___________。
A. 由数据推知,压强越大,催化剂越易失活
B. 该条件下,失活的主要原因是发生反应Ⅲ
C. 恒压时,高温区催化剂失活主要原因是发生反应Ⅳ
D. 保持其他条件不变,适当增大进料比,可减缓的衰减
【答案】(1)+247.3
(2) ①. b ②. d ③. 反应I和Ⅱ均为吸热反应,升温平衡均正向移动,反应I右移的程度大于反应Ⅱ右移的程度 ④. 64% ⑤. (3)BC
【解析】
【小问1详解】
和的燃烧热分别为、和,其热化学方程式分别为,,,则第一个方程式减去第二个方程式2倍,再减去第三个方程式2倍得到 ;故答案为:+247.3。
【小问2详解】
①进料比比值增大,相当于甲烷物质的量不变,加入二氧化碳,平衡正向移动,甲烷的量减少,则进料比为2.0时对应的甲烷质量分数为b,二氧化碳增大,反应Ⅰ、反应Ⅱ正向移动,则CO的量增多,氢气量增加幅度比CO增大幅度小,则比值减小,因此进料比为2.0时的曲线为d。随温度升高而增大的原因是升高温度,反应Ⅰ、反应Ⅱ正向移动,反应Ⅰ正向移动的程度大于反应Ⅱ正向移动程度;故答案为:b;d;反应I和Ⅱ均为吸热反应,升温平衡均正向移动,反应I右移的程度大于反应Ⅱ右移的程度。
②时,反应经达到平衡点,反应Ⅱ的平衡常数,则,假设二氧化碳物质的量为1.5mol,甲烷物质的量为1mol,,,,,解得x=,y=,则点对应的转化率为,此时的总压强,则的平均消耗速率为;故答案为:64%;。
【小问3详解】
A.反应在4h以后,由数据推知,压强越大,其比值越来越小即催化剂越易失活,故A正确;
B.该条件下,由于温度相同,因此失活的主要原因是发生反应Ⅳ,故B错误;
C.恒压时,升高温度,对反应Ⅲ平衡正向移动,则高温区催化剂失活的主要原因是发生反应Ⅲ,故C错误;
D.保持其他条件不变,适当增大进料比,相当于增大二氧化碳的量,有利于增大甲烷的转化率,减小反应Ⅲ和反应Ⅳ的发生,因此反应可减缓的衰减,故D正确;
综上所述,答案为:BC。
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