冲刺2024年高考化学真题重组卷01(浙江专用)(Word版附解析)
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可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 K-39 Mn-55 Fe-56 C-59 Cu-64 Zn-65 Br-80 I-127 Ag-108 Ba-137
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。
1.(2023•浙江6月选考)材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是( )
A.石墨烯B.不锈钢 C.石英光导纤维 D.聚酯纤维
【答案】D
【解析】A项,石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,为碳的单质,属于无机物,A不符合题意;B项,不锈钢是Fe、Cr、Ni等的合金,属于金属材料,B不符合题意;C项,石英光导纤维的主要成分为SiO2,属于无机非金属材料,C不符合题意;D项,聚酯纤维俗称“涤纶”,是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维,属于有机物,D符合题意;故选D。
2.(2023•浙江1月选考)下列化学用语表示正确的是( )
A.中子数为18的氯原子:
B.碳的基态原子轨道表示式:
C.的空间结构:(平面三角形)
D.的形成过程:
【答案】C
【解析】A项,质量数=质子数+中子数,质量数标注于元素符号左上角,质子数标注于左下角,中子数为18的氯原子的质量数为17+18=35,核素符号为,故A错误;B项,基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,根据洪特规则,2p轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上,且自旋方向相同,轨道表示式:,故B错误;C项,BF3的中心原子B原子孤电子对数==0,价层电子对数=3,空间构型为平面三角形,空间结构模型为:,故C正确;D项,HCl是共价化合物,不存在电子得失,其形成过程应为,故D错误;故选C。
3.(2021•湖北选择性考试) “碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是( )
A.CO2是V形的极性分子 B.CO2可催化还原为甲酸
C.CO2晶体可用于人工增雨 D.CO2是侯氏制碱法的原料之一
【答案】A
【解析】CO2中C采用sp杂化,空间构型为直线形分子;CO2是非极性分子,A项错误;CO2在电催化下与氢气反应可以降低碳的化合价,生成一系列化合物,如CH4、CH2=CH2、CH3OH、HCOOH等,B项正确;干冰汽化时在吸收大量热量,使水蒸气液化而增雨,C项正确;侯氏制碱法的化学反应原理是NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,D项正确。
4.(2023•浙江1月选考)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是( )
A.和乙醇反应可生成H2 B.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2
C.工业上用氨的催化氧化制备NOD.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
【答案】D
【解析】A项,乙醇分子中含有羟基,可以和钠反应生成氢气,A正确;B项,黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧生成二氧化硫和氧化铁,B正确;C项,工业上利用氨与氧气催化氧化生成一氧化氮和副产物水,C正确;D项,常温下铁与浓硝酸会发生钝化,不能制备二氧化氮,D错误;故选D。
5.(2022•海南省选择性卷)下列实验操作规范的是( )
【答案】B
【解析】A项,过滤时,漏斗下端应紧靠烧杯内壁,A操作不规范;B项,CO2的密度大于空气,可用向上排空气法收集CO2,B操作规范;C项,混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中,并用玻璃棒不断搅拌,C操作不规范;D项,转移溶液时,应使用玻璃棒引流,D操作不规范;故选B。
6.(2023•浙江6月选考)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是( )
A.药剂A具有还原性
B.①→②过程若有2 ml S-S键断裂,则转移4 ml电子
C.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S-S键位置来实现头发的定型
【答案】C
【解析】A项,①→②是氢原子添加进去,该过程是还原反应,因此①是氧化剂,具有氧化性,则药剂A具有还原性,故A正确;B项,①→②过程中S的价态由−1价变为−2价,若有2 ml S-S键断裂,则转移4 ml电子,故B正确;C项,②→③过程发生氧化反应,若药剂B是H2O2,则B化合价应该降低,因此其还原产物为H2O,故C错误;D项,通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中S-S键位置发生了改变,因此化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S-S键位置来实现头发的定型,故D正确。故选C。
7.(2021•全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.重水(D2O)中含有的质子数为10 NA
B.3ml的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA
C.32g环状()分子中含有的S-S键数为1NA
D.1L pH=4的0.1ml·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O72-离子数为0.1 NA
【答案】C
【解析】A项,D2O的质子数为10,18g D2O的物质的量为 0.9ml, 则18g重水(D2O)中所含质子数为9 NA,A错误;B项,NO2与H2O反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,该反应消耗3个NO2分子转移的电子数为2个,则有3ml的NO2参与反应时,转移的电子数为2 NA,B错误;C项,一个()分子中含有的S-S键数为8个,32gS8的物质的量为ml,则含有的S-S键数为,C正确;D项,酸性K2Cr2O7溶液中存在:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,含Cr元素微粒有Cr2O72-和CrO42-,则1L pH=4的0.1ml·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O72-离子数应小于0.1 NA,D错误;故选C。
8.(2022·浙江省1月卷)下列说法正确的是( )
A.苯酚、乙醇、硫酸铜、氢氧化钠和硫酸铵均能使蛋白质变性
B.通过石油的常压分馏可获得石蜡等馏分,常压分馏过程为物理变化
C.在分子筛固体酸催化下,苯与乙烯发生取代反应获得苯乙烯
D.含氮量高的硝化纤维可作烈性炸药
【答案】D
【解析】A项,硫酸铵使蛋白质发生盐析,而不是变性,A错误;B项,石油经过减压分馏得到石蜡等馏分,是物理变化,B错误;C项,在分子筛固体酸催化下,苯与乙烯发生加成反应获得苯乙烯,C错误;D项,含氮量高的硝化纤维可作烈性炸药,D正确;故选D。
9.(2023•浙江6月选考)下列反应的离子方程式正确的是( )
A.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气: 2Fe2++2I-+2Cl2 =2Fe3++I2+4Cl-
B.向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-
C.铜与稀硝酸:Cu+4H++2NO3-= Cu2++2NO2↑+2H2O
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:S2-+2SO2+2H2O=H2S+2HSO3-
【答案】B
【解析】A项,碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气,碘离子与氯气恰好完全反应,:2I-+Cl2 =I2+2Cl-,故A错误;B项,向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳,反应生成碳酸氢钙和次氯酸:lO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-,故B正确;C项,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水:3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O,故C错误;D项,向硫化钠溶液通入足量二氧化硫,溶液变浑浊,溶液中生成亚硫酸氢钠:5S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO3-,故D错误;故选B。
10.(2022•北京卷)高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下。
下列说法不正确的是( )
A.F中含有2个酰胺基 B.高分子Y水解可得到E和G
C.高分子X中存在氢键 D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
【答案】B
【解析】A项,由结构简式可知,F中含有2个酰胺基,故A正确;B项,由结构简式可知,高分子Y一定条件下发生水解反应生成 和,故B错误;C项,由结构简式可知,高分子X中含有的酰胺基能形成氢键,故C正确;D项,由结构简式可知,E分子和高分子Y中都含有氨基,则高分子Y的合成过程中进行了官能团氨基的保护,故D正确;故选B。
11.(2023•浙江6月选考)X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是( )
A.第一电离能: Y>Z>X
B.电负性: Z>Y>X>W
C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:W<Z
D.W2X2与水反应生成产物之一是非极性分子
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,则X为C,Y为N,Z为F,W原子在同周期中原子半径最大,则W为Na。A项,根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第IIA族大于第IIIA族,第VA族大于第VIA族,则第一电离能: Z>Y>X,故A错误;B项,根据同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,则电负性:Z>Y>X>W,故B正确;C项,根据同电子层结构核多径小,则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:W<Z,故C正确;D项,W2X2与水反应生成产物之一为乙炔,乙炔是非极性分子,故D正确。故选A。
12.(2023•浙江1月选考)共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:,下列说法不正确的是( )
A.Al2Cl6的结构式为B.Al2Cl6为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯D.Al2Br6比Al2Cl6更难与发生反应
【答案】D
【解析】A项,由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,故A正确;B项,由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,则双聚氯化铝分子为结构对称的非极性分子,故B正确;C项,由反应方程式可知,氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键,配位能力大于氯原子,故C正确;D项,溴元素的电负性小于氯元素,原子的原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与氨气反应,故D错误;故选D。
13.(2023•辽宁省选择性考试)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是( )
A.b端电势高于a端电势B.理论上转移2ml e-生成4 gH2
C.电解后海水pH下降D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-=HClO+H+
【答案】D
【解析】由图可知,左侧电极产生氧气,则左侧电极为阳极,电极a为正极,右侧电极为阴极,b电极为负极,该装置的总反应产生氧气和氢气,相当于电解水。A项,由分析可知,a为正极,b电极为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;B项,右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H++2e-=H2↑,则理论上转移2ml e-生成2 gH2,B错误;C项,由图可知,该装置的总反应为电解海水的装置,随着电解的进行,海水的浓度增大,但是其pH基本不变,C错误;D项,由图可知,阳极上的电极反应为:Cl-+H2O-2e-=HClO+H+,D正确;故选D。
14.(2023•江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ·ml−1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·ml−1
在密闭容器中,、时,CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为。下列说法正确的是( )
A.反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=-205.9kJ·ml−1
B.CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D.450℃时,提高的值或增大压强,均能使平衡转化率达到X点的值
【答案】D
【解析】A项,由盖斯定律可知反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变,A错误;B项,CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)为放热反应,升高温度平衡逆向移动,CH4的含量降低,故CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低,B错误;C项,由图可知温度范围约为450~550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率,此时为最适温度,温度继续增加,催化剂活性下降,C错误;D项,450℃时,提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率,增大压强反应I平衡正向移动,可提高二氧化碳的平衡转化率,均能使CO2平衡转化率达到X点的值,D正确。 故选D。
15.(2023•浙江1月选考)碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)[已知Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11],下列有关说法正确的是( )
A.上层清液中存在c(Ca2+)=c(CO32-)
B.上层清液中含碳微粒最主要以HCO3-形式存在
C.向体系中通入CO2气体,溶液中c(Ca2+)保持不变
D.通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化
【答案】B
【解析】A项,上层清液为碳酸钙的饱和溶液,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子,因此c(Ca2+)>c(CO32-),A错误;B项,根据Ka2=4.7×10-11可得,则碳酸根的水解平衡常数为,说明碳酸根的水解程度较大,则上层清液中含碳微粒主要为碳酸氢根离子,B正确;C项,向体系中通入CO2,碳酸钙与CO2反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙易溶于水,则溶液中钙离子浓度增大,C错误;D项,由题干可知,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,碳酸钙比硫酸钙更难溶,加入硫酸钠后碳酸钙不会转化成硫酸钙,D错误;故选B。
16.(2023•全国新课标卷)根据实验操作及现象,下列结论中正确的是( )
【答案】C
【解析】A项,常温下,铁片与浓硝酸会发生钝化,导致现象不明显,但稀硝酸与铁不发生钝化,会产生气泡,所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱,A错误;B项,浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根,仍然产生白色沉淀,所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸根,B错误;C项,铜比银活泼,在形成原电池过程中,做负极,发生氧化反应,生成了铜离子,导致溶液变为蓝色,所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱,C正确;D项,向溴水中加入苯,苯可将溴萃取到上层,使下层水层颜色变浅,不是溴与苯发生了加成反应,D错误;故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17.(2023•全国甲卷)(10分)将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为_______,其中属于原子晶体的是_______,C60间的作用力是_______。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面,其中轨道能提供一对电子的原子是_______(填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的化合价为_______,氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为_______。AlF3的熔点为,远高于AlCl3的,由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。AlF3结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,F-的配位数为_______。若晶胞参数为,晶体密度ρ=_______ g ·c m-3 (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
【答案】(1)同素异形体(0.5分) 金刚石(0.5分) 范德华力(1分)
(2) ③(1分) +2(1分) 配位(1分)
(3) sp3 (1分) 离子(1分) 2(1分) (2分)
【解析】(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质,它们的组成元素均为碳元素,因此,它们互为同素异形体;其中金刚石属于原子晶体,石墨属于混合型晶体,C60属于分子晶体,碳纳米管不属于原子晶体;C60间的作用力是范德华力;(2)已知酞菁分子中所有原子共平面,则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化,且分子中存在大π键,其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道,其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键,标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键,因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H+;钴酞菁分子中,失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子,因此,钴离子的化合价为+2,氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。(3)由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知,Al原子价层电子对数是4,其与其周围的4个氯原子形成四面体结构,因此,二聚体中A1的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1090℃,远高于AlCl3的192℃,由于F的电负性最大,其吸引电子的能力最强,因此,可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知,其中含灰色球的个数为,红色球的个数为,则灰色的球为F-,距F-最近且等距的Al3+有2个,则F-的配位数为2。若晶胞参数为a pm,则晶胞的体积为,晶胞的质量为,则其晶体密度。
18.(2023•辽宁省选择性考试)(10分)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含(Ni2+、C2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1 ml H2SO5中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为_______( H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn (Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时,Mn (Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn (Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钴镍”中得到的C(Ⅱ)在空气中可被氧化成CO(OH),该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25℃),需控制pH不低于_______(精确至0.1)。
【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积(1分)
NA(1分)
(3)①Mn2++HSO3-+H2O=MnO2+SO42-+3H+(1分) ②Fe(OH)3(1分)
(4) ①9.0%(1分) ②SO2有还原性,过多将会降低H2SO5的浓度,降低Mn2(Ⅱ)氧化速率(2分)
(5)4C(OH)2+O2=4CO(OH)+2H2O(1分)
(6)11.1(2分)
【解析】在“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,发生反应Mn2++HSO3-+H2O=MnO2+SO42-+3H+,Fe3+水解同时生成氢氧化铁,“沉钻镍”过程中,C2+变为C(OH)2,在空气中可被氧化成CO(OH)。(1)用硫酸浸取镍钴矿时,为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积;(2)H2SO5的结构简式为,所以1 ml H2SO5中过氧键的数目为NA;(3)用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为:Mn2++HSO3-+H2O=MnO2+SO42-+3H+;氢氧化铁的Ksp=10-37.4,当铁离子完全沉淀时,溶液中c(Fe3+)=10-5ml/L,Ksp= c(Fe3+)·c3(OH-)=1.0-5×(10-10.8)3=10-37.4,c(OH-)=10-10.8ml/L,根据Kw=10-14,pH=3.2,此时溶液的pH=4,则铁离子完全水解,生成氢氧化铁沉淀,故滤渣还有氢氧化铁;(4)根据图示可知SO2体积分数为0.9%时,Mn (Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,由于SO2有还原性,过多将会降低H2SO5的浓度,降低Mn (Ⅱ)氧化速率;(5) “沉钻镍”中得到的C(OH)2,在空气中可被氧化成CO(OH),该反应的化学方程式为:4C(OH)2+O2=4CO(OH)+2H2O;(6)氢氧化镁的Ksp=10-10.8, 当镁离子完全沉淀时,c(Mg2+)=10-5ml/L,根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9ml/L,根据Kw=10-14,c(H+)=10-11.1ml/L,所以溶液的pH=11.1。
19.(2023•湖南卷)(10分)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ.苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算反应④的_______;
(2)在某温度、下,向反应器中充入气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入_______水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
(3)在、下,以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
⑤
⑥
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是_______,理由是_______;
(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是_______;
A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构
B.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率
C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能
D.改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu (Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X (引发剂,X表示卤素)生成自由基C6H5CH2•,实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂C6H5CH2 Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是_______;
(6)室温下,①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
【答案】(1)+118(1分) (2)5(1分)
(3)苯(1分) 反应④为主反应,反应⑤⑥为副反应,苯乙烯的选择性最大;在恒温恒压下,随乙苯转化率的增大,反应⑤正向移动,反应⑥不移动,则曲线b代表产物苯(2分)
(4)BD(2分) (5)C6H5CH2Cl(1分) (6)K∙Ksp(2分)
【解析】(1)根据盖斯定律,将①-②-③可得C6H5C2H5(g)⇌C6H5CH=CH2(g)+H2(g) ∆H4=-4386.9kJ/ml-(-4263.1kJ/ml)-(-241.8kJ/ml)=+118kJ/ml;(2)设充入H2O(g)物质的量为xml;在某温度、100kPa下,向反应器中充入1ml气态乙苯发生反应④。乙苯的平衡转化率为50%,可列三段式:
此时平衡时混合气体总物质的量为1.5ml,此时容器的体积为V;当乙苯的平衡转化率为75%,可列三段式:
此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75ml,混合气的总物质的量为(1.75+x)ml,在恒温、恒压时,体积之比等于物质的量之比,此时容器的体积为;两次平衡温度相同,则平衡常数相等,则=,解得x=5;(3)曲线a芳香烃产物的选择性大于曲线b、c芳香烃产物的选择性,反应④为主反应,反应⑤⑥为副反应,则曲线a代表产物苯乙烯的选择性;反应④⑤的正反应为气体分子数增大的反应,反应⑥的正反应是气体分子数不变的反应;在913K、100kPa(即恒温恒压)下以水蒸气作稀释气,乙苯的转化率增大,即减小压强,反应④⑤都向正反应方向移动,反应⑥平衡不移动,故曲线b代表的产物是苯;(4)A项,测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪,即用X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构,A项正确;B项,催化剂不能使平衡发生移动,不能改变乙苯的平衡转化率,B项错误;C项,催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,故Fe2O3可降低乙苯脱氢反应的活化能,C项正确;D项,催化剂颗粒大小会影响接触面积,会影响反应速率,D项错误;故选BD。(5)电负性Cl>Br>I,则极性C—Cl键>C—Br键>C—I键,则C6H5CH2Cl更易生成自由基,即活性最高的是C6H5CH2Cl;(6)Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,则Cu++2L⇌[Cu(L)2]+的平衡常数K=;CuBr在水中的溶度积常数Ksp=c(Cu+)∙c(Br-);CuBr在配体L的水溶液中溶解反应为CuBr+2L⇌[Cu(L)2]++Br-,该反应的平衡常数为==K∙Ksp。
20.(2023•浙江6月选考)(10分)某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝([Al2(OH) aClb] m,a=1~5)按如下流程开展实验。
已知:①铝土矿主要成分为Al2O3,含少量Fe 2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解铝土矿过程中SiO2转变为难溶性的铝硅酸盐。
②[Al2(OH) aClb] m的絮凝效果可用盐基度衡量,盐基度
当盐基度为0.60~0.85时,絮凝效果较好。
请回答:
(1)步骤1所得滤液中主要溶质的化学式是___________。
(2)下列说法不正确的是___________。
A.步骤I,反应须在密闭耐高压容器中进行,以实现所需反应温度
B.步骤Ⅱ,滤液浓度较大时通入过量CO2有利于减少Al(OH)3沉淀中的杂质
C.步骤Ⅲ,为减少Al(OH)3吸附的杂质,洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D.步骤中控制Al(OH)3和AlCl3的投料比可控制产品盐基度
(3)步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热,仪器A的名称是___________;步骤V不宜用酒精灯直接加热的原因是___________。
(4)测定产品的盐基度。
Cl-的定量测定:称取一定量样品,配成溶液,移取25.00mL。溶液于锥形瓶中,调pH=6.5~10.5,滴加指示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下,用0.1000ml·L-1AgNO3标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO4沉淀),30秒内不褪色。平行测试3次,平均消耗AgNO3标准溶液22.50mL。另测得上述样品溶液中c(Al3+)=0.1000ml·L-1。
①产品的盐基度为___________。
②测定过程中溶液pH过低或过高均会影响测定结果,原因是___________。
【答案】(1)NaAlO2、NaOH (1分) (2)BC (2分)
(3) ①蒸发皿(1分) ②酒精灯直接加热受热不均匀,会导致产品盐基度不均匀 (2分)
(4)①0.70(2分) ②pH过低,指示剂会与氢离子反应生成重铬酸银沉淀,会氧化氯离子,导致消耗的硝酸银偏少,而pH过高,氢氧根会与银离子反应,导致消耗的硝酸银偏多(2分)
【解析】铝土矿主要成分为Al2O3,含少量Fe 2O3和SiO2,向铝土矿中加氢氧化钠溶液,得到难溶性铝硅酸盐、偏铝酸钠,氧化铁不与氢氧化钠溶液反应,过滤,滤液中主要含偏铝酸钠,向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,过滤,得到氢氧化铝沉淀,分为两份,一份加入盐酸得到氯化铝,将两份混合得到聚合氯化铝溶液,加热得到聚合氯化铝固体。(1)根据题中信息步骤1所得滤液中主要溶质的化学式是NaAlO2、NaOH;(2)A项,步骤I,反应所学温度高于100℃,因此反应须在密闭耐高压容器中进行,以实现所需反应温度,故A正确;B项,步骤Ⅱ,滤液浓度较大时通入过量CO2生成氢氧化铝和碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠更小,不有利于减少Al(OH)3沉淀中的杂质,故B不正确;C项,步骤Ⅲ,洗涤时不能需对漏斗中的沉淀充分搅拌,故C错误;D项,[Al2(OH) aClb] m中a、b可通过控制Al(OH)3和AlCl3的投料比来控制产品盐基度,故D正确;故选BC。(3)步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热,根据图中信息得到仪器A的名称是蒸发皿;酒精灯直接加热受热不均匀,会导致产品盐基度不均匀,而用蒸汽浴加热,受热均匀,得到的产品盐基度均匀; (4)①根据Cl-~ AgNO3,样品溶液中氯离子物质的量浓度为,,根据电荷守恒得到[Al2(OH) 4.2Cl1.8] m产品的盐基度为;②测定Cl-过程中溶液pH过低或过高均会影响测定结果,原因是pH过低,指示剂会与氢离子反应生成重铬酸跟,会氧化氯离子,导致消耗的硝酸银偏少,而pH过高,氢氧根会与银离子反应,导致消耗的硝酸银偏多。
21.(2023•浙江1月选考) (12分)某研究小组按下列路线合成抗癌药物盐酸苯达莫司汀。
已知:①
②
请回答:
(1)化合物A的官能团名称是___________。
(2)化合物B的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A.B→C的反应类型为取代反应
B.化合物D与乙醇互为同系物
C.化合物I的分子式是C18H25N3O4
D.将苯达莫司汀制成盐酸盐有助于增加其水溶性
(4)写出G→H的化学方程式______。
(5)设计以D为原料合成E的路线(用流程图表示,无机试剂任选)___。
(6)写出3种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式_______。
①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基。
【答案】(1)硝基,氯原子(1分) (2)(1分) (3)D(2分)
(4)(2分)
(5) (3分)
(6)(3分)
【解析】与CH3NH2反应生成B,B与硫化钠发生还原反应生成C,结合C的结构可知A到B为取代反应,B为,C与E发生已知中反应生成F,F为,F脱水生成G,G与乙醇发生酯化反应生成H,H与氢气加成后再与环氧乙烷发生反应生成I,I与SOCl2发生取代反应后再与盐酸反应生成盐酸苯达莫司汀。(1)由A的结构可知其所含官能团为硝基和氯原子;(2)由以上分析可知化合物B的结构简式;(3)A项,B→C的反应中B中一个硝基转化为氨基,反应类型为还原反应,故错误;B项,化合物D中含有两个羟基,与乙醇不是同系物,故错误;C项,化合物I的分子式是C18H27N3O4,故错误;D项,将苯达莫司汀制成盐酸盐,可以增加其水溶性,利于吸收,故正确;故选D;(4)G与乙醇发生酯化反应生成H,反应方程式为:;(5)1,3-丙二醇与HBr发生取代反应生成1,3-二溴丙烷,1,3-二溴丙烷与NaCN发生取代反应生成,发生水解生成戊二酸,戊二酸分子内脱水生成,合成路线为:;(6)化合物C的同分异构体①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基,除乙酰基外只有一种氢,则六元环上的原子均不与氢相连,该物质具有很高的对称性,符合的结构有、、、。A.过滤
B.排空气法收集CO2
C.混合浓硫酸和乙醇
D.溶液的转移
选项
实验操作及现象
结论
A
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B
取一定量Na2SO3样品,溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。加入浓HNO3,仍有沉淀
此样品中含有SO42-
C
将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝
Cu的金属性比Ag强
D
向溴水中加入苯,振荡后静置,水层颜色变浅
溴与苯发生了加成反应
物质
Fe(OH)3
C(OH)2
Ni(OH)2
Mg(OH)2
Ksp
10-37.4
10-14.7
10-14.7
10-10.8
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