浙江省宁波市2023-2024学年高三上学期一模(期中)化学试题(解析版)
展开考生须知:
1.本卷试题分为选择题和非选择题两部分,共9页,满分100分,考试时间90分钟。
2.答题时,请按照答题卡上“注意事项”的要求,在答题卡相应的位置上规范作答,不按要求答题或答在草稿纸上、试题卷上无效。本卷答题时不得使用计算器。
3.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 C1:35.5 Ca:40 Fe:56 Cu:64
Ⅰ卷 选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列食品添加剂不属于电解质的是
A. 二氧化硫B. 亚硝酸钠C. 苯甲酸D. 山梨酸钾
【答案】A
【解析】
【分析】电解质是指在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物,所有的酸、碱、盐和大部分金属氧化物均属于电解质,据此分析解题。
【详解】A.二氧化硫的水溶液虽然能够导电,但由于不是其本身发生电离,而是其与水反应的产物H2SO3发生电离,故SO2属于非电解质,A符合题意;
B.亚硝酸钠是盐,属于电解质,B不合题意;
C.苯甲酸是酸,属于电解质,C不合题意;
D.山梨酸钾是盐,属于电解质,D不合题意;
故答案为:A。
2. 2023年诺贝尔化学奖授予三位探索纳米和量子点领域的科学家。纳米晶体具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米晶体的说法正确的是
A. 熔点低于大块晶体B. 属于胶体,能产生丁达尔效应
C. 与大块晶体属于同分异构体D. 与NaOH、HF都能反应,属于两性氧化物
【答案】A
【解析】
【详解】A.纳米SiO2晶体颗粒尺寸小,相对大块晶体来说,其中有一部分共价键断裂,熔化时需要克服的作用力小一些,熔点低一些,故A正确;
B.纳米SiO2晶体是纯净物,而胶体是混合物,故B错误;
C.纳米SiO2晶体和大块SiO2晶体都是共价晶体,由原子构成,没有分子式,不属于同分异构体,故C错误;
D.SiO2能与NaOH反应生成盐硅酸钠和水,SiO2能和HF都能反应,但是SiO2不是和所有的酸都能反应,只能和HF反应,和其他酸不反应,是酸性氧化物不是两性氧化物,故D 错误;
故答案为:A。
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. HCl的键电子云图:B. 质量数为2的氢原子:
C. 分子的空间填充模型:D. 氧化钠的电子式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCl中是H的s能级电子,其电子云轮廓图呈球形和Cl原子的p能级电子,其电子云轮廓图呈哑铃形形成的键,故该键的电子云图为:,A正确;
B.质量数为2的氢原子表示为:,B正确;
C.已知H2O2不是直线形结构,而是折线形,故H2O2分子的空间填充模型为:,C错误;
D.氧化钠是离子化合物,故其电子式为:,D正确;
故答案为:C。
4. 物质的性质决定用途,下列两者关系对应不正确的是
A. 铝合金质量轻、强度大,可用作制造飞机和宇宙飞船的材料
B. FeCl3溶液呈酸性,可腐蚀覆铜板制作印刷电路板
C. CuS、HgS极难溶,可用Na2S作沉淀剂除去废水中的Cu2+和Hg2+
D. 碳化硅硬度大,可用作砂纸、砂轮的磨料
【答案】B
【解析】
【详解】A.合金密度比成分金属一般较小,硬度一般比成分金属要大,故铝合金质量轻、强度大,决定其可用作制造飞机和宇宙飞船的材料,A不合题意;
B.用FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板的原理为:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,反应中FeCl3作氧化剂,与其溶液呈酸性无关,B符合题意;
C.由于CuS、HgS极难溶,故可用Na2S作沉淀剂除去废水中的Cu2+和Hg2+,C不合题意;
D.碳化硅硬度大,可用作砂纸、砂轮的磨料,D不合题意;
故答案为:B。
5. 下列说法不正确的是
A. 麦芽糖、乳糖和蔗糖都属于寡糖
B. 核酸、蛋白质和超分子都属于高分子化合物
C. 油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
D. 高压法制得的低密度聚乙烯可用于生产食品包装袋
【答案】B
【解析】
【详解】A.麦芽糖、乳糖和蔗糖都是二糖,属于低聚糖,低聚糖又叫寡糖,选项A正确;
B.蛋白质、核酸是高分子化合物,但超分子不是指超高相对分子质量的分子,也不是指大分子,和相对分子质量无关,选项C不正确;
C.油脂在碱性条件下发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸盐,高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,该反应是皂化反应,选项C正确;
D.高压法制得的低密度聚乙烯相对分子质量小,密度低,柔软,可用于生产食品包装袋,选项D正确;
答案选B。
6. 以下是工业上利用烟道气中的二氧化硫处理含铬(Ⅵ)废水的工艺流程:
设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 转化过程中,溶液颜色由黄色变为橙色
B. 过程Ⅱ中是还原剂,为还原产物
C. 处理废水中的(不考虑其它氧化剂存在),转移电子数为
D. 烟道气可以用或代替
【答案】D
【解析】
【详解】A.,A正确;
B.过程Ⅱ中Cr元素化合价降低,说明被还原,则是还原剂,为还原产物,B正确;
C.,每个Cr原子得3个电子,即处理废水中的(不考虑其它氧化剂存在),转移电子数为,C正确;
D.中的Fe3+不具有还原性,不能代替具有还原性的二氧化硫,D错误;
答案选D。
7. 下列过程中对应的离子方程式正确的是
A. 向苯酚钠溶液中通入少量:
B. 酚酞滴入碳酸钠溶液中变红:
C. 同浓度同体积明矾溶液与溶液混合:
D. 用醋酸和淀粉溶液检验加碘盐中的:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于酸性:碳酸大于苯酚大于碳酸氢根,故向苯酚钠溶液中通入少量生成苯酚和碳酸氢钠,故离子方程式为:,A错误;
B.已知碳酸为多元弱酸,故碳酸根水解为分布进行的,故酚酞滴入碳酸钠溶液中变红对应的离子方程式为:,B错误;
C.同浓度同体积明矾溶液与溶液混合即Ba2+和硫酸根恰好完成沉淀,故该反应的离子方程式为:,C正确;
D.已知醋酸是弱酸,故用醋酸和淀粉溶液检验加碘盐中的的离子方程式为:,D错误;
故答案为:C。
8. 下列说法正确的是
A. 用图①装置可蒸干溶液制无水固体
B. 用图②装置可完成铁与水蒸气反应并根据固体颜色证明产物有
C. 用图③装置可验证1-溴丁烷发生消去反应后的有机产物
D. 用图④装置可测定的标准燃烧热
【答案】C
【解析】
【详解】A.用图①装置可蒸干溶液过程中铝离子水解最终得到氢氧化铝,无法得到固体,故A错误;
B.根据固体颜色无法证明产物有,故B错误;
C.证1-溴丁烷发生消去反应后的有机产物为1-丁烯,能使酸性高锰酸钾褪色,故C正确;
D.此装置用来测定中和反应的反应热,氢气燃烧不能用此装置测定,故D错误;
故选C。
9. 一种高分子化合物W的合成路线如图(图中表示链延长):
下列说法不正确的是
A. 化合物Y中最多18个原子共平面
B. 化合物Z的核磁共振氢谱有3组峰
C. 高分子化合物W具有网状结构
D. X、Y、Z通过缩聚反应合成高分子化合物W
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯环和双键为共面结构,结合单键可旋转特点可知,化合物Y中最多18个原子共平面,A正确;
B.对比X、Y、W可知化合物Z中氢原子种类不止3种,B错误;
C.高分子化合物W为通过缩聚反应生成的高分子化合物,,具有网状结构,C正确;
D.结合高分子化合物W结构可知为缩聚反应合成高分子化合物,D正确;
答案选B。
10. 某种离子液体的结构如图所示,X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,Z的原子序数等于X、Y原子序数之和,Q为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是
A. 氢化物的沸点:B. 基态原子未成对电子数:
C. 简单离子半径:D. 基态原子第一电离能由大到小的顺序为:
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,Q为非金属性最强的元素,则Q为F,根据某种离子液体的结构得到X、Q有一个价键,Z有四个价键,M有三个价键,Y得到一个电子形成四个价键,Z的原子序数等于X、Y原子序数之和,Y、Z、M为同周期相邻元素,则X为H,Y为B,Z为C,M为N,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Z为C、M为N,由于碳有固态、液态和气态的很多氢化物,故无法比较碳和氮氢化物的沸点,A错误;
B.由分析可知,Y为B,核外有1个未成对电子,而Q为F,核外也有1个未成对电子,故基态原子未成对电子数:,B错误;
C.由分析可知,M为N、Q为F,故N3-、F-具有相同的核外电子排布,则核电荷越大半径越小,即简单离子半径:N3->F-即,C错误;
D.由分析可知,Y为B,Z为C,M为N,Q为F,根据同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势,ⅡA和ⅤA高于相邻元素,同一主族从上往下第一电离能依次减小,故基态原子第一电离能由大到小的顺序为:F>N>C>B即,D正确;
故答案为:D。
11. 实验室初步分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷的流程如下:
已知:苯甲酸乙酯的沸点为,“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为。
下列说法不正确的是
A. 操作a分液,操作c为重结晶B. 操作b中需用到直形冷凝管
C. 可用冷水洗涤苯甲酸粗品D. 无水可以用浓硫酸代替
【答案】D
【解析】
【分析】苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷混合物中加入碳酸钠溶液,苯甲酸与碳酸钠反应生成苯甲酸钠、水和二氧化碳,分液后得到有机相1和水相;苯甲酸乙酯的沸点为,“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为,蒸馏(操作b)后得到有机相2和共沸物,向有机相2中加入无水硫酸镁,用于除去有机相中的少量水;向水相1中加入乙醚萃取少量的有机物进入有机相,分液后得到水相2,水相2中成分为苯甲酸钠,加入硫酸反应得到苯甲酸晶体,过滤后得到苯甲酸粗品,经重结晶后得到纯净的苯甲酸,据此分析此题。
【详解】A. 结合上述分析,操作a为分液,操作c为重结晶,故A正确;
B. 结合上述分析,操作b为蒸馏,需用到蒸馏烧瓶、直形冷凝管、温度计、尾接管、锥形瓶等,故B正确;
C. 用冷水洗涤苯甲酸粗品,避免因溶解导致产率低,故C正确;
D. 浓硫酸使苯甲酸乙酯部分发生水解,故D错误;
答案为D。
12. 电解硫酸钠溶液制取电池正极材料的前驱体,其工作原理如图所示:
下列说法不正确的是
A. a是直流电源的正极,石墨电极发生氧化反应
B. 交换膜A是阴离子交换膜,通电一段时间,Ⅰ室pH降低
C. 当产生的时,标准状况下纯钛电极上至少产生气体
D. 若将纯钛电极直接放入Ⅱ室,则纯钛电极上会有金属与前驱体附着而使产率降低
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,前驱体在III室生成,则II室的金属阳离子进入III室,交换膜B为阳离子交换膜,则右侧纯钛电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-,OH-与金属阳离子结合得到前驱体,为保持电荷守恒,交换膜A为阴离子交换膜,左侧石墨电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,所以电解过程实际上是电解水。
【详解】A.由上述分析可知,石墨为阳极,发生氧化反应,则a为电源的正极,故A正确;
B.由分析可知,交换膜A为阴离子交换膜,左侧电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,产生H+,故pH降低,故B正确;
C.每生成的,就相当于生成0.2ml OH-,由电极反应式2H2O+2e-=H2+2OH-可知,会生成0.1ml H2,在标准状况下的体积为2.24L,故C错误;
D.纯钛电极若直接放入II室,会导致接受电子的物质不是水而是金属离子,导致金属单质的生成,附着在前驱体上导致产率的降低,故D正确;
答案选C。
13. 磷酰氯()是有机合成的催化剂,可用以下方法制取:或,的分子空间结构模型如图所示,下列说法不正确的是
A. 中只含有键B. 是非极性分子
C. 的空间构型是三角锥形D. 可与反应生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.结构中含有P-O键、P=O键,故既含键,也含键,A符合题意;
B.为空间对称结构,是非极性分子,B不符合题意;
C.的中心原子P的价层电子对数为,由于中心P原子有一对孤对电子,其空间构型是三角锥形,C不符合题意;
D.可与发生反应:+3→+3HCl,D不符合题意;
故选A。
14. 时,固体酸分子筛催化乙醇脱水,乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示:
下列说法不正确的是
A. 乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面并放出热量
B. 生成产物2的决速步活化能为
C. 生成产物1的热化学方程式为:
D. 升高温度、延长反应时间及选择合适催化剂均可提高产物1的产率
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据过程能量示意图可知,乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面并放出热量,A正确;
B.生成产物2的决速步对应活化能最大,对应数值:,B正确;
C.根据过程能量示意图可知,生成产物1的热化学方程式为: ,C正确;
D.反应存在限度,延长反应时间及选择合适催化剂不能提高转化率,D错误;
答案选D。
15. 已知的电离常数、。常温下,难溶物BaX在不同浓度盐酸(足量)中恰好不再溶解时,测得混合液中与pH的关系如图所示:
下列说法正确的是
A. 直线上任一点均满足:
B. M点:
C. N点:约为
D. 约为
【答案】C
【解析】
【分析】由BaX+2H+=Ba2++H2X结合H2X的Ka1、Ka2可知c(Ba2+)≈c(H2X)。
【详解】A.根据电荷守恒可知c(H+)+2c(Ba2+)=c(OH−)+c(Cl−)+c(HX-)+2c(X2−),A错误;
B.由题干信息可知,直线MN的方程式为:lg(Ba2+)=1-pH,故M点为lg(Ba2+)=0.4,pH=0.6,根据分析可知c(H2X)≈c(Ba2+)=10-0.4ml/L,c(H+)=10-0.6ml/L,此时溶质为BaCl2和H2X,故c(Cl−)> c(H2X)>c(H+),B错误;
C.由题干信息可知,直线MN的方程式为:lg(Ba2+)=1-pH,故N点pH=0.8,lg(Ba2+)=0.2,故c(H2X)≈c(Ba2+)=100.2ml/L,c(H+)=10-0.8ml/L,c(HX-)==≈2×10-7ml⋅L,C正确;
D. 根据分析,结合H2XH++HX-,HX-H++X2-,故Ka1=,Ka2=,Ka1Ka2==,得到c(X2-)=,Ksp(BaX)=c(Ba2+)c(X2-)=,由题干图示信息,当pH=1时,lg(Ba2+)=0即c(H+)=0.1ml/L,c(Ba2+)=1.0ml/L,故Ksp(BaX)=c(Ba2+)c(X2-)==≈6×10-23,D错误;
故答案为:C。
16. 探究硫及其化合物的性质,下列实验方案、现象和结论都正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na2S2O3溶液和盐酸反应: Na2S2O3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑,生成的SO2溶于水和水反应生成亚硫酸使溶液呈酸性,加入紫色石蕊试液变红,不能说明盐酸已经过量,故A错误;
B.ml/L的溶液pH在常温时为7,是因为CH3COO-和水解程度相同,溶液的pH在常温时大于7是因为水解使溶液呈碱性,所以前者pH小于后者,不能说明水解常数():,故B正确;
C.向稀硫酸中加入铜粉开始无明显现象,是因为铜粉与稀硫酸不反应,再加入少量硝酸钾固体,硝酸钾电离的硝酸根在稀硫酸的酸性环境下表现氧化性,将铜粉溶解生成Cu2+使溶液变蓝,不是硝酸钾起催化作用,故C错误;
D.将SO2通入BaCl2溶液中,无白色沉淀生成,然后滴加氯水,氯水中Cl2将+4价硫氧化+6价,得硫酸钡沉淀,故D错误;
故答案为:B。
Ⅱ卷 非选择题部分
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
17. 第ⅢA和第ⅤA元素可形成多种化合物。请回答:
(1)基态B原子核外电子占据的最高能级符号是___________,基态As原子的价层电子排布式是___________。
(2)①固体储氢材料氨硼烷,其结构和乙烷相似,下列有关说法正确的是______。
A.氨硼烷中B原子的杂化方式为
B.相同条件下在水中的溶解度:氨硼烷>乙烷
C.元素B、N的第一电离能均高于相邻元素
D.是硼原子能量最低的激发态
②形成的化合物中配位键的强度:________(填“>”、“<”或“=”),理由是________。
(3)一种含Ga化合物晶胞如图甲,三个晶胞围成一个六棱柱,如图乙,该化合物的化学式为___________,每个N原子周围距离最近的N原子数目为________。
【答案】(1) ①. 2p ②.
(2) ①. B ②. > ③. Cl电负性大,中Cl原子多,使N电子云密度降低,N的孤电子对不易给出与形成配位键,即形成的配位键稳定性低
(3) ①. GaN ②. 12
【解析】
【小问1详解】
基态B原子核外电子排布:,占据的最高能级符号2p;As原子序数33,基态As原子与的价层电子排布式;
【小问2详解】
①A.氨硼烷,其结构和乙烷相似,则氨硼烷中B原子的杂化方式为,A错误;
B.氨硼烷分子与水分子间可形成氢键,所以相同条件下在水中的溶解度:氨硼烷>乙烷,B正确;
C.N原子核外电子排布处于半充满稳定结构,第一电离能高于相邻元素;B核外电子排布:,第一电离能不高于相邻元素,C错误;
D.2s能级未排满电子,不是硼原子能量最低的激发态,D错误;
答案选B;
②Cl电负性大,中Cl原子多,使N电子云密度降低,N的孤电子对不易给出与形成配位键,即形成的配位键稳定性低;
【小问3详解】
均摊法计算可知Ga原子与N原子个数比为1:1,则其化学式:GaN;距离每个N原子距离最近的N原子数目为12;
18. 工业上氮氧化物(:NO和混合气)废气吸收利用的某流程如下:
已知:氧化度;吸收液含有的产物有和;在碱性条件下受热分解产物之一为。
请回答:
(1)过程Ⅳ以“肼合成酶”催化与转化为肼()的反应历程如下所示:
该反应历程中Fe元素的化合价___________(填“变化”或“不变”)。若将替换为,反应制得的肼的结构简式为___________。
(2)写出过程Ⅰ中时反应的离子方程式___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A. 过程Ⅰ采用气、液逆流的方式可提高的吸收效率
B. 的键角小于
C. 可作为配体,与等金属离子形成配合物
D. 的水溶液显弱碱性,且
(4)是一种理想还原剂,氧化产物对环境友好,写出还原的化学方程式___________。
(5)设计实验证明中存在N元素___________。
【答案】(1) ①. 变化 ②.
(2) (3)AC
(4)
(5)取少量溶液于试管中,加入足量NaOH溶液加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,证明中有N元素
【解析】
【小问1详解】
①由反应历程可知,反应过程中先失去电子发生氧化反应生成,后面又得到电子被还原成,该反应历程中Fe元素的化合价发生变化;
②由反应历程可知,有两个H原子来源于,另外两个H原子来源于,所以若将替换为,反应制得的肼的结构简式为;
【小问2详解】
若过程Ⅰ中,则反应物中,该反应为氧化还原反应,生成硝酸根和亚硝酸根,根据氧化还原反应规律配平可得:
【小问3详解】
采用气、液逆流的方式可增大反应物的接触面积,增大反应速率,提高的吸收效率,A项正确;中的硫原子为杂化,的硫原子为杂化,所以的键角大于,B项错误;中的N原子有孤电子对,可作为配体,与等金属离子形成配合物,C项正确;羟基的吸电子能力大于氢原子,所以碱性应弱于,即,D项错误,应选AC。
【小问4详解】
是一种理想还原剂,氧化产物对环境友好,所以氧化产物应该为无毒的氮气,同时氯化铁被还原为氯化亚铁,反应方程式为:
【小问5详解】
在碱性条件下受热分解产物之一为,化合价降低,说明还会有化合价升高的产物生成,即氨气,所以检验氨气即可,实验方法为:取少量溶液于试管中,加入足量NaOH溶液加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,证明中有N元素。
19. 丙烯是一种重要的化工原料,其主要产品聚丙烯是生产口罩喷溶布的原料。铬基催化剂下丙烷生产丙烯相关主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
请回答:
(1)已知键能:,。C=C的键能与C-C的键能相差约___________kJ/ml。
(2)600℃时,容器压强恒为P,铬基催化剂下两个密闭容器中分别按下表投料发生反应:
①容器B生成C3H6的反应流程如下:
下列有关说法正确的是________。
A.原料气中通入N2可提高C3H8的平衡转化率
B.升高温度,一定能提高的C3H6平衡产率
C.过程1产生C3H6的量大于过程2和过程3产生的C3H6
D.在铬基催化剂中适当加入CaO可促进过程2平衡正移而提高C3H8的平衡转化率
②若容器A中只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,C3H8的平衡转化率为,C3H6的选择性(选择性)为w,计算反应Ⅰ的平衡常数________。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③按照容器A和容器B气体组分比,将两组气体按相同流速分别通过催化剂固定床反应器,C3H8的转化率和C3H6的选择性随时间变化如图所示:
随反应进行,A组中C3H8转化率明显降低的可能原因是________,B组中CO2的作用是________ (用化学方程式和必要的文字说明)。
(3)恒温恒容的密闭容器中通入气体分压比为的混合气体,,已知某反应条件下只发生反应Ⅳ和反应Ⅴ(,为速率常数,只与温度有关且):
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:
实验测得丙烯的净生成速率方程为,请在下图中画出丙烯的物质的量随时间的变化趋势____________。
【答案】19.
20. ①. A ②. ③. 分解产生的C附着于催化剂表面,使催化剂失活,反应速率迅速减小 ④. ,消除催化剂上积碳,增加催化剂的稳定性和寿命;促进按过程2和3发生反应,减少裂解副反应,提高选择性
21. (曲线起点为0,纵坐标最大值不超过2且终点时为1)
【解析】
小问1详解】
已知键能:,,根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,结合反应Ⅰ.有:8E(C-H)+2E(C-C)-6E(C-H)-E(C=C)-E(C-C)-E(H-H)= 2E(C-H)+E(C-C) -E(C=C) -E(H-H)=2×413.4-436+ E(C-C) -E(C=C)=+124.14kJ/ml,故得E(C-C) -E(C=C)=-266.66kJ/ml,故C=C的键能与C-C的键能相差约266.66kJ/ml,故答案为:266.66;
【小问2详解】
①
A.该容器为恒压容器,故原料气中通入N2,导致反应体系的平衡分压减小,上述反应平衡正向移动,故可提高C3H8的平衡转化率,A正确;
B.由题干信息可知,容器中发生了反应Ⅱ和Ⅲ副反应,且这两个反应也是吸热反应,虽然升高温度,能使反应I正向移动,但反应Ⅱ和Ⅲ也正向移动,故不一定能提高的C3H6平衡产率,B错误;
C.已知过程2和过程3为有催化剂参与,能够加快反应速率,但不知道它们的产率,故无法比较过程1产生C3H6的量和过程2和过程3产生的C3H6,C错误;
D.在铬基催化剂中适当加入CaO,将消耗CO2,使得过程3无法进行,CrOx-1的浓度增大,则促进过程2平衡逆向移动,但不能改变C3H8的平衡转化率,D错误;
故答案为:A;
②若容器A中只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,C3H8的平衡转化率为,C3H6的选择性为w,根据三段式分析:, ,故平衡时p(C3H8)=P=P,p(C3H6)=p(H2)= P,故
计算反应Ⅰ的平衡常数=,故答案为:;
③
由题干信息可知,反应中将发生副反应Ⅲ,生成的C将附着在催化剂表面,是催化剂失活,故随反应进行,A组中C3H8转化率明显降低的可能原因是C3H8分解产生的C附着于催化剂表面,使催化剂失活,反应速率迅速减小,已知高温下CO2能与C反应生成CO,从而减少附着在催化剂表面的碳,使催化剂复活,故B组中CO2的作用是,消除催化剂上积碳,增加催化剂的稳定性和寿命;促进按过程2和3发生反应,减少裂解副反应,提高选择性,故答案为:C3H8分解产生的C附着于催化剂表面,使催化剂失活,反应速率迅速减小;,消除催化剂上积碳,增加催化剂的稳定性和寿命;促进按过程2和3发生反应,减少裂解副反应,提高选择性;
【小问3详解】
恒温恒容的密闭容器中通入气体分压比为的混合气体,,根据同温同体积下,气体的压强之比等于物质的量之比,故n(C3H8)=2ml,n(CO2)=8ml,刚开始只发生反应Ⅳ则生成的C3H6逐渐增大,当反应完全进行是最多生成C3H6为2ml,消耗2mlCO2,然后将发生反应V,则C3H6的量逐渐减少,直到丙烯的净生成速率为0时C3H6不再改变,此时剩余的6mlCO2完全消耗,则消耗掉C3H6为1ml,故剩余C3H6的物质的量为1ml,据此分析可知,丙烯的物质的量随时间的变化趋势如图所示:
(曲线起点为0,纵坐标最大值不超过2且终点时为1),故答案为:(曲线起点为0,纵坐标最大值不超过2且终点时为1)。
20. 氯化亚铜(CuCl)是石油工业常用的脱硫剂和脱色剂,以低品位铜矿(主要成分为CuS。CuS2和铁的氧化物)为原料制备CuCl步骤如下:
已知:CuCl难溶于醇和水,热水中能被氧化,在碱性溶液中易转化为CuOH.CuCl易溶于浓度较大的Cl-体系中()。
请回答:
(1)还原过程中所得产物的主要溶质的化学式是___________。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A. “浸取”过程中稀硫酸可以用浓硫酸代替
B. 滤渣1的成分是
C. “除锰”后的滤液中Cu元素主要以形式存在
D. “除锰”后滤液加热的主要目的是除去多余的氨水和
(3)“稀释”过程中,pH对CuCl产率的影响如图所示:
请分析pH控制在左右的原因___________。
(4)为测定CuCl产品纯度进行如下实验:
a.称量所得CuCl产品g溶于硝酸,配制成250mL溶液;取出mL,加入足量的mL ml/L 溶液,充分反应;
b.向其中加入少量硝基苯,使沉淀表面被有机物覆盖;
c.加入指示剂,用标准溶液滴定过量的溶液;
d.重复实验操作三次,消耗ml/L 溶液体积平均为mL。
已知,。
①加入硝基苯的作用是________。
②滴定选用的指示剂是________。
A. B. C. D.
③CuCl的纯度为________。
【答案】(1) (2)AD
(3)pH低于,CuCl易发生歧化反应;pH高于,随着增大,CuCl易转化为CuOH
(4) ①. 防止在滴加时,AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀 ②. C ③.
【解析】
【分析】低品位铜矿加入稀硫酸、二氧化锰浸取,除去硫,所得滤液加入氨水除铁,得到的滤渣1主要为氢氧化铁,再加氨水、碳酸氢铵除锰得到碳酸锰,滤液再加热,过滤、洗涤得到高活性氧化铜,加入铜、盐酸,加入氯化钠还原,再加水稀释后过滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜;
【小问1详解】
还原过程中铜离子、盐酸、氯化钠、和铜,铜与铜离子反应转化为氯化亚铁,CuCl易溶于浓度较大的Cl-体系中(),故所得产物的主要溶质的化学式是;
【小问2详解】
A.浓硫酸具有强氧化性,能氧化二价铁离子,且能生成二氧化硫,不能用浓硫酸代替稀硫酸,选项A不正确;
B.滤渣1的成分是Fe(OH)3,选项B正确;
C.“除锰”后的滤液中Cu元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在,选项C正确;
D.Cu元素主要以形式存在,“除锰”后滤液加热的主要目的是使其分解生成CuO,选项D不正确;
答案选AD;
【小问3详解】
pH控制在左右的原因是:pH低于,CuCl易发生歧化反应;pH高于,随着增大,CuCl易转化为CuOH;
【小问4详解】
①加入硝基苯的作用是防止在滴加时,AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀;
②结合该实验中滴加标准溶液,指示剂主要是与SCN-反应产生明显现象,所以选用Fe3+,因为溶液中含有Ag+,不能选用含Cl-的试剂,故只能选;答案为C;
③根据反应Ag++Cl-=AgCl↓、Ag++SCN-=AgSCN,故gCuCl产品的物质的量为n(CuCl)==0.1ml,CuCl的纯度为=。
21. 化合物H是一种抗艾滋病药物,某课题组设计的合成路线如下:
已知:R1Br R1MgBr
请回答:
(1)写出化合物B中的官能团名称___________。
(2)下列说法不正确的是___________。
A. A→B的过程是为了保护
B. E→F的反应类型是消去反应
C. 化合物G和H可通过红外光谱区别
D. 化合物H的分子式是,易溶于水
(3)化合物M的结构简式是___________。
(4)C→D的化学方程式是___________。
(5)化合物N()是另一种合成路线的中间体,写出化合物N符合下列条件的同分异构体___________。
①有两个六元环,其中一个是苯环;
②H-NMR谱显示有5种不同化学环境的氢原子;
③—Cl和—OH不能连接在同一个碳原子。
(6)以和为原料,设计如图所示化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)___________。
【答案】21. 碳氯键、酰胺基 22. BD
23. 24. +CF3COOC2H5+C2H5OH
25. 、、、、、(其中三个)
26.
【解析】
【分析】由C的结构简式结合A的结构简式可以推出B为,C到D发生取代反应,Cl原子间位上的H被取代,结合D的分子式,可以推出D的结构为;根据E的结构结合M的分子式可以推出M的结构为,E在一定条件下生成F,F的结构简式为;F发生水解反应生成G,最后得到H。
【小问1详解】
由上述分析可知,B的结构简式为,含有的官能团为碳氯键、酰胺基;
【小问2详解】
A.A中含有氨基,容易被次氯酸氧化,故A到B的过程是为了保护氨基,A正确;
B.消去反应要生成不饱和结构,E→F的反应没有生成不饱和结构,故不是消去反应,B错误;
C.G和H含有的官能团不同,可以用红外光谱区别,C正确;
D.根据H的结构可知其分子式为,由其结构可判断难溶于水,D错误;
答案为BD;
【小问3详解】
由分析可知M的结构简式为;
【小问4详解】
C的结构为,D的结构为,可知中Cl原子间位上的H被取代,故化学方程式为+CF3COOC2H5+C2H5OH;
【小问5详解】
N的结构简式为,其同分异构体有两个六元环,其中一个为苯环,说明没有其它不饱和的结构,H-NMR谱显示有5种不同化学环境的氢原子,说明其结构对称,应该为对位结构,—Cl和—OH不能连接在同一个碳原子,满足条件的同分异构体为:、、、、、(其中三个);
【小问6详解】实验方案
现象
结论
A
向溶液和盐酸反应后的溶液中加入紫色石蕊试液
溶液变红
说明盐酸已经过量
B
分别测定浓度均为ml/L的和溶液的pH
前者pH小于后者
不能说明水解常数():
C
向稀硫酸中加入铜粉,再加入少量硝酸钾固体
开始无明显现象,加入硝酸钾后溶液变蓝
硝酸钾起催化作用
D
将通入溶液中,然后滴加氯水
先有白色沉淀生成,滴加氯水后沉淀不溶解
先生成沉淀,后被氧化为
容器
C3H8/ml
CO2/ml
N2/ml
A
1
0
10
B
1
2
8
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