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2024年高考第二次模拟考试:化学(湖北卷)(解析版)
展开这是一份2024年高考第二次模拟考试:化学(湖北卷)(解析版),共17页。试卷主要包含了常用于抗酸、治疗慢性胃炎等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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:O 16 Cl 35.5 Ti 48 Sr 88
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.2023年12月22日,第78届联合国会议一致通过决议,将春节(农历新年)确定为联合国假日,充分展现了中华文明的传播力和影响力。下列有关春节相关习俗叙述错误的是
A.陈年老酒的芳香气味与酯的形成有关
B.美丽的烟花是可见光,属于吸收光谱
C.“本宝宝福禄双全”分子式为C8H4O2FCl
D.春节的民间习俗贴对联,所用纸的主要成分是纤维素
【答案】B
【解析】A.酒精在与氧气接触的过程中会氧化生成羧酸类物质,而羧酸类物质则会进一步与酒精反应形成酯类物质,具有芳香气味,故A正确;B.美丽的烟花是可见光,属于发射光谱,故B错误;C.根据其结构简式可知,其分子式为:C8H4O2FCl,故C正确;D.纸的主要成分是纤维素,故D项正确;答案选B。
2.事物是相互影响的,有机化合物中基团之间的相互影响会导致物质的性质发生变化。下列事实中不能说明上述观点的是
A.苯在50~60℃时发生硝化反应而甲苯在30℃时即可发生
B.苯酚能跟NaOH溶液反应,乙醇不能与NaOH溶液反应
C.苯不能使溴水褪色,苯乙烯能使溴水褪色
D.甲苯与硝酸作用可得到2,4,6-三硝基甲苯,而苯与硝酸作用得到硝基苯
【答案】C
【解析】A. 甲苯与硝酸反应更容易,说明甲基的影响使苯环上的氢原子变得活泼易被取代,与有机物分子内基团间的相互作用有关,故A不符合题意;B.苯酚能跟NaOH溶液反应,乙醇不能与NaOH溶液反应,则表明苯酚分子中羟基受苯环的影响变得活泼,易于发生电离,B不符合题意;故B不符合题意;C.苯可以萃取溴水中的溴单质使溴水褪色,体现的使苯的物理性质,苯乙烯中含有碳碳双键可以和溴水发生加成反应使溴水褪色,不能说明有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致物质化学性质的不同,故C符合题意;D.甲苯分子中,由于甲基对苯环的影响,导致苯环上的氢原子变得比较活泼,甲苯能够与硝酸作用可得到2,4,6-三硝基甲苯,而苯与硝酸作用得到硝基苯,说明了有机物分子中基团间的相互影响会导致化学性质不同,故D不符合题意;答案选C。
3.H2O2在纸张漂白和废水处理等领域有重要应用。一定条件下用H2和O2合成H2O2的反应过程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1mlH2O2中含2NAσ键,不含π键
B.合成1mlH2O2,电子转移数为4NA
C.合成H2O2的反应为熵减过程
D.H2O2 分子的氧原子的杂化方式为sp2
【答案】C
【解析】A.1mlH2O2中含3mlσ键,故为3NAσ键,A错误;B.由图可知,总反应为氢气和氧气在催化剂作用下生成过氧化氢:,电子转化关系为:,则合成1mlH2O2,电子转移数为2NA,B错误;C.总反应为氢气和氧气在催化剂作用下生成过氧化氢:,为分子数减小的过程,是熵减过程,C正确;D.H2O2 分子的结构为H-O-O-H,氧原子含有两个σ键和两对故电子对,杂化方式为sp3,D错误;故选C。
4.多西环素属于四环素类抗生素,对衣原体、支原体有抑制作用。其结构如图,下列说法正确的是
A.该物质属于芳香烃 B.可发生取代反应和氧化反应
C.分子中有5个手性碳原子D.1ml该物质最多消耗含5mlBr2的溴水
【答案】B
【解析】A.该有机物中含有氧、氮元素,不属于烃,故A错误;B.分子中含有羟基、碳碳双键,能发生氧化反应,含有酰胺基,能发生水解反应,含有羟基,能发生酯化反应,属于取代反应,故B正确;C.分子中有6个手性碳原子,标有“*”为手性碳,则一共有6个手性碳,故C错误;D.1ml该分子中含有1ml酚羟基,其邻、对位上氢原子能与2mlBr2发生取代反应,还含有2ml碳碳双键,2mlBr2发生加成反应,共消耗4mlBr2,故D错误,故选B。
5.化学用语可以表达化学过程,下列化学用语的表达错误的是
A.用电子式表示的形成过程:
B.用离子方程式表示泡沫灭火器的原理:
C.分子中键的形成:
D.用化学方程式表示甲醛与苯酚生成酚醛树脂的反应:n+nHCHO+(n-1)H2O
【答案】A
【解析】A.为共价化合物,无电子转移,电子式表示的形成过程为:,A错误;B.泡沫灭火器中的成分为硫酸铝和碳酸氢钠,二者发生双水解,生成氢氧化铝和碳酸钠,它们能粘附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的,离子方程式为:,B正确;C.H原子与Cl原子以“头碰头”方式重叠形成H-Cl键,可表示为:,C正确;D.甲醛与苯酚发生缩聚反应形成酚醛树脂,化学方程式为:n+nHCHO+(n-1)H2O,D正确;故选A。
6.常用于抗酸、治疗慢性胃炎。它所含的五种主族元素位于三个短周期,基态R原子的价层电子排布式为,R和W位于同主族,Y的最高价氧化物对应的水化物和其最简单氢化物能反应生成离子化合物,Z的周期序数和主族序数相等。下列叙述错误的是
A.分子的极性:WR3
【答案】C
【分析】R原子的价层电子排布式为,n=2,所以R原子的价层电子排布式为,R为O,R和W位于同主族,W为S,Y的最高价氧化物对应的水化物和其最简单氢化物能反应生成离子化合物,所以Y为N,Z的周期序数和主族序数相等,所以Z为Al,根据可推测,X为H。
【解析】A.R为O,Y为N,W为S,X为H,WR3、YX3分别为SO3、NH3,前者为非极性分子,后者为极性分子,分子的极性:WR3
7.探究不同结构中分子间作用力的差异。室温下,三个温度传感器同时蘸取等体积样品,形成液膜,测得挥发时的温度-时间曲线如下。
已知:,时,的如下表。
下列说法正确的是
A.用系统命名法命名甲基丙醇
B.中分子间作用力:
C.,越小,单位时间内从环境吸收的热量越少
D.该实验中,c的温度变化最大,其主要原因是c挥发最快
【答案】D
【解析】A.用系统命名法命名b:2-丁醇,故A错误;B.其他条件相同,分子支链越多,分子间作用力越强,,故B错误;C.由图可知三种物质温度降到最低所需时间接近,越小,单位时间内从环境吸收的热量多,故C错误;D.该实验中,c的温度变化最大,其主要原因是c沸点最低,挥发最快,故D正确;故选:D。
8.α-呋喃丙烯酸是一种重要的有机酸,其实验室制备原理如下:
+CH2(COOH)2+CO2↑+H2O
制备α-呋喃丙烯酸的步骤如下:向三颈烧瓶中依次加入丙二酸、糠醛和吡啶,在95℃下回流2小时,停止反应;将混合物倒入冷的3ml·L-1盐酸中析出淡黄色沉淀,将其置于冰水中1小时,过滤,用水洗涤2~3次,得到粗产品。实验装置如图所示。
下列说法正确的是
A.仪器A的a口为进水口
B.不产生气泡时表明三颈烧瓶中反应已完成
C.冷的盐酸和冰水的主要作用是提高晶体纯度
D.过滤后洗涤时,向漏斗中注满蒸馏水并不断搅拌
【答案】B
【解析】A.仪器A为冷凝管,冷水应从下端流入,上口流出,故a口为出水口,故A错误;B.由于反应中有生成,会产生气泡,当不产生气泡时表明三颈烧瓶中反应已完成,故B正确;C.冷的盐酸和冰水的主要作用是析出晶体,提高产率,故C错误;D.洗涤时操作为:向漏斗中注满蒸馏水浸没固体,静置待水自然流下,重复次,故D错误;故答案为B。
9.价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A.和的键角相同
B.和均为非极性分子
C.和的空间结构均为平面三角形
D.和的VSEPR模型均为四面体形
【答案】D
【解析】A.空间结构为直线形,键角为180°,空间结构为V形,键角为104.5°,A项错误;B.分子中磷原子有一对孤对电子,空间结构为三角锥形,故为极性分子,B项错误;C.的中心原子N的价层电子对数为3+=3,空间结构为平面三角形,的中心原子N的价层电子对数为2+=3,空间结构为V形,C项错误;D.和的中心原子N的价层电子对数均为4,VSEPR模型均为四面体形,D项正确;故选D。
10.被誉为“跨海桥梁之最”的港珠澳大桥使香港、广东珠海、澳门三地进入“1小时经济圈”,港珠澳大桥始终浸泡在海水中,为保证桥梁120年的寿命,对其使用了先进的金属防腐技术,如钢管柱涂层技术(见图)和牺牲阳极法。下列有关说法错误的是
A.随海水深度变深,涂层变薄
B.不同海水深度采用不同厚度的涂层与该处氧气的浓度有关
C.镁、锌、铝均可作为牺牲阳极法的电极材料
D.牺牲阳极法利用了电解原理
【答案】D
【解析】A.随海水深度变深,海水中溶解的氧气的浓度减小,被腐蚀的几率会逐渐降低,故防止金属腐蚀的涂层也就没有必要厚度那么大,因而涂层会变薄,A正确;B.海水中溶解的氧气越多,为防止金属被腐蚀,需要的涂层厚度也要相应的增加,可见不同海水深度采用不同厚度的涂层与该处氧气的浓度有关,B正确;C.镁、锌、铝都是比较活泼的金属,由于它们的活动性比铁强,在与铁即海水构成原电池中,这些活泼的金属作原电池的负极,首先被氧化腐蚀,因而钢铁得到保护,因此镁、锌、铝这些比较活泼金属均可作为牺牲阳极法的电极材料,C正确;D.根据选项C分析可知牺牲阳极法是利用了原电池反应原理,D错误;故合理选项是D。
11.物质结构决定物质的性质。下列物质结构与性质不具有对应关系的是
【答案】D
【解析】A.碳原子以共价键结合成立体网状结构形成共价晶体,导致其熔点高、硬度大,A不合题意;B.石墨层与层之间以分子间作用力结合,分子间作用力比化学键小得多,导致石墨层与层之间可以滑动,B不合题意;C.N2中氮氮三键键能大,导致N2在常温下难以发生化学反应,C不合题意;D.乙醇具有易燃性与其分子中含有羟基无因果关系,很多不含羟基物质也易燃,D符合题意;故答案为:D。
12.海藻酮糖是一种还原性二糖,有很好的保健效果。目前海藻酮糖仅在天然无刺蜂蜂蜜中发现,难以化学合成,其常见的两种结构简式如图所示。下列说法错误的是
A.“”和“”都只含一种官能团
B.“”和“”都能发生银镜反应
C.“”→“”的原子利用率为100%
D.“”或“”中和2对应的都是手性碳原子
【答案】A
【解析】A.由结构简式可知,“”和“”都含有羟基和醚键两种官能团,故A错误;B.海藻酮糖是一种还原性二糖,能发生银镜反应,故B正确;C.由结构简式可知,“”→“”过程中没有其他物质生成,原子利用率为100%,故C正确;D.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,“”或“”中和2对应的都是手性碳原子,故D正确;故选A。
13.丁烯是石油化工基础原料,在石油化工烯烃原料中地位仅次于乙烯和丙烯,我国科学家研究不同催化剂下丁烷脱氢制丁烯,催化反应历程如图所示[注:标*的物质表示吸附在催化剂上的中间产物,表示1个个的能量)]:
下列说法错误的是
A.图示历程中仅包含2个基元反应(一步直接转化为产物的反应)
B.三种催化剂催化效果最好的是催化剂B
C.该反应在高温条件下能自发进行
D.催化剂C时,决速反应的方程式为
【答案】A
【解析】A.基元反应是指断键、成键或同时有断键、成键的过程,据此可知,图示历程中包含3个基元反应,A错误;B.由反应历程可知,催化剂时活化能最小,催化效果最好,B正确;C.该反应为,的反应,由,可判断该反应在高温条件下能自发进行,C正确;D.由图可知,催化剂时,决速反应的方程式为,D正确;故选A。
14.向10mL浓度均为0.1ml·L-1的FeSO4和ZnSO4的混合溶液中加入等浓度的氨水,溶液中金属元素有不同的存在形式,它们的物质的量浓度与氨水(K b=1.8×10-5)体积关系如图所示,测得M、N点溶液pH分别为8.04、8.95。
已知:i.Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+=109.06
ii.Ksp[Zn(OH)2]
A.曲线Y表示Fe2+
B.Ksp[Fe(OH)2]=10-15.1
C.N点锌元素的主要存在形式是[Zn(NH3)4]2+
D.Zn(OH)2+4NH3[Zn(NH3)4]2++2OH- K=10-7.86
【答案】C
【分析】由于,分析图像,曲线X代表,曲线Y代表,曲线Z为;
【解析】A.曲线Y代表Fe2+,故A正确;B.根据题目中N点pH=8.95,,,可计算出,同理,可求出,故B正确;C.N点时与氨水刚好反应生成,锌元素的主要存在形式应为,故C错误;D.与之和即得,则,故D正确;故选C。
15.已知Mg、Al、O三种元素组成尖晶石型晶体结构,其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成,其中和都在小晶格内部,部分在小晶格内部,部分在小晶格顶点(如图),下列分析错误的是
A.该晶体为离子晶体
B.该物质的化学式为
C.晶胞中,距离等距且最近的数为12
D.与之间最近的距离是
【答案】D
【解析】A.从题干信息可知,构成晶体的微粒为、、,则该晶体为离子晶体,A正确;B.在晶胞结构中,位于晶胞顶角、面心及A型小晶格体心,共个,位于晶胞B型小晶格体内,共个,位于晶胞A型小晶格及B型小晶格体内,共,在晶胞中、、个数比为8:16:32=1:2:4,化学式为,B正确;C.在B型小晶格内与等距且最近的有3个,在晶体中,每个参与形成4个B型小晶格,故距离等距且最近的数为12,C正确;D.在A型小晶格或B型小晶格内,与之间最近的距离是体对角线的,故,D错误;答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(12分)近日,西湖大学理学院何睿华课题组发现了世界首例具有本征相于性的光阴极量子材料——钛酸锶。某小组以钛铁矿为原料制备钛酸锶的流程图如下:
已知几种物质的主要成分如表所示。
回答下列问题:
(1)为了提高“焙烧”速率,宜采取的措施有 答一条合理措施即可)。从“滤渣2”中提纯铁粉的物理方法是 。
(2)“滤液2”和“滤液3”中浓度有明显变化的离子为 (填离子符号)。设计简单实验检验滤液4含有Fe2+: 。
(3)“热解”中主要反应的离子方程式为 。用“热水”而不用常温水,其目的是 。
(4)在“灼烧”中盛装H2TiO3的仪器是 (填名称)。
(5)某钛铁矿中含钛元素的质量分数为ω,100kg该钛铁矿经上述流程最终制得mg钛酸锶,则钛的收率为 %(提示:钛的收率等于实际钛产量与理论钛产量之比)。
【答案】(1)粉碎固体、搅拌等(2分) 用强磁铁吸附铁粉(1分)
(2)Fe2+、等(2分) 收少量滤液4于试管。滴几滴酸性KMnO4溶液(或K3Fe(CN)6溶液),溶液褪色(或产生蓝色沉淀)等(2分)
(3)TiO2-+2H2Oeq \(==,\s\up4(△))H2TiO3+2H+等(2分) 水解反应是吸热反应。升温、促进平衡右移、提高水解程度等(2分)
(4)坩埚(1分)
(5)(2分)
【分析】钛铁矿主要成分是FeTiO3,含少量SiO2、Fe3O4,SiO2与硫酸不反应,滤渣1是SiO2,浸液1中含有Fe3+、Fe2+、TiO2+、H+、;浸液1中加铁粉把Fe3+还原为Fe2+,蒸发浓缩、冷却结晶得到绿矾晶体,过滤,滤液3加热水使TiO2+水解为H2TiO3固体,灼烧H2TiO3得到TiO2,TiO2和SrCO3加热灼烧生成SrTiO3。
【解析】(1)根据影响反应速率的因素,为了提高“焙烧”速率,宜采取的措施有粉碎固体、搅拌等。铁能被磁铁吸引,从“滤渣2”中提纯铁粉的物理方法是用强磁铁吸附铁粉。
(2)“滤液2”中析出硫酸亚铁晶体得到“滤液3”,所以浓度有明显变化的离子为Fe2+、。Fe2+与K3Fe(CN)6溶液反应生成蓝色沉淀,取少量滤液4于试管,滴几滴K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明含有Fe2+;
(3)“热解”中TiO2+水解为H2TiO3,主要反应的离子方程式为TiO2-+2H2Oeq \(==,\s\up4(△))H2TiO3+2H+。水解吸热,用“热水”而不用常温水,其目的是升温、促进平衡右移、提高水解程度。
(4)灼烧应在坩埚中进行,在“灼烧”中盛装H2TiO3的仪器是坩埚。
(5)某钛铁矿中含钛元素的质量分数为ω,100kg该钛铁矿经上述流程最终制得mg钛酸锶,mg钛酸锶中钛元素的质量为 ,则钛的收率为。
17.(14分)我国科学家合成了结构新颖的化合物M,为液晶的发展指明了一个新的方向。M的合成路线如下:
资料i.+—NH2+H2O
(1)A是苯的同系物,苯环上只有一种环境的氢原子。A的结构简式是 。
(2)B的官能团的名称是 。
(3)B→D的反应类型是 。
(4)J的结构简式是 。
(5)下列有关K的说法正确的是 (填序号)。
a.与FeCl3溶液作用显紫色。
b.含有醛基、羟基和醚键
c.存在含有苯环和碳碳双键的酯类同分异构体
(6)E与K生成L的化学方程式是 。
(7)依据资料i和资料ii,某小组完成了尼龙6的合成设计。
资料ii.
P、Q的分子式都是C6H11ON,Q含有1个七元环。P的结构简式是 ,生成尼龙6的化学方程式是 。
【答案】(1)(2分)
(2)羧基(1分)
(3)取代反应(1分)
(4)(2分)
(5)ab(2分)
(6)++HBr(2分)
(7)(2分) n(2分)
【分析】A为苯的同系物,且苯环上只有一种H,即A的结构为完全对称结构,满足条件的结构简式为:;由B的分子式可知,A到B氧化时,只有一个甲基被氧化,B的结构简式为:;B到D为烷基上的取代反应,D的结构简式为:;D到E为酯化反应,为饱和醇,E的结构为;由可知,F的结构简式为;F到G为取代反应,G的结构简式为;J与G反应生成,该反应为加成反应,即J的结构简式为;到K的反应为脱羧及氧化反应,结合K的分子式,可得K的结构简式为;由M的结构简式可知E与K的反应为取代反应,L的结构简式为:。
【解析】(1) A为苯的同系物,且苯环上只有一种H,即A的结构为完全对称结构,满足条件的结构简式为:,故填;
(2)B的结构简式为,其官能团的名称为羧基,故填羧基;
(3)B到D的条件为卤素单质,光照,该条件为烷基上的取代反应,故填取代反应;
(4) J与G反应生成,该反应为加成反应,G的结构简式为,即J的结构简式为,故填;
(5)经推断,K的结构简式为,以此分析:
a.K的结构中含有酚羟基,遇氯化铁溶液显紫色,故a正确;
b.该结构中含有羟基、醛基和醚键,故b正确;
c.从分子式来看,该结构中,苯环含有6个碳,如果同时存在碳碳双键和酯基,则至少还需要3个碳原子,所以不可能存在含有苯环和碳碳双键的酯类同分异构体,故c错误;
故填ab;
(6)E与K生成L的反应为取代反应,其反应的化学方程式为:++HBr,故填++HBr;
(7)由资料i,环己酮与生成P,P的结构简式为,再由资料ii可知,P在酸性条件下反应生成Q,则结合已知条件,Q的结构简式为,最后在一定条件下反应生成尼龙6,其反应为:n,故填、。
18.(14分)二氯异氰尿酸钠[(CNO)3Cl2Na]常温下为白色固体,难溶于冷水。某同学利用高浓度的NaClO溶液和(CNO)3H3固体,在10℃时反应制备二氯异氰尿酸钠,装置如图所示(部分夹持装置略)。
已知:2NaClO + (CNO)3H3= (CNO)3Cl2Na + NaOH + H2O
(1)C中所装试剂为 (填化学式)
(2)A中反应的化学方程式为 。
(3)待装置B中出现 现象时,可由三颈烧瓶上口加入(CNO)3H3固体;反应过程中仍需不断通入Cl2的理由是 。
(4)反应结束后,装置B中的浊液经过滤、 、干燥得粗产品。上述装置存在一处缺陷会导致装置B中NaOH利用率降低,改进的方法是 。
(5)通过下列实验,可以测定二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的含量。
反应原理:[(CNO)3Cl2]-+ H++ 2H2O = (CNO)3H3+ 2HClO;HClO + 2I-+ H+= I2+ Cl-+ H2O;。
实验步骤:准确称取m g样品,用容量瓶配成250 mL溶液;取12.50 mL上述溶液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,充分反应,用c ml/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色。加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液平均为V mL。
①滴定终点现象为 。
②该样品的有效氯含量表达式为(化为最简式) 。
(提示:该样品的有效氯=)
【答案】(1)NaOH(1分)
(2)6HCl + KClO3= KCl + 3Cl2↑ + 3H2O(2分)
(3)液面上方有黄绿色气体(2分) 使生成的NaOH再次生成NaClO,提高原料的利用率(2分)
(4)冰水洗涤(1分) 在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶(2分)
(5)滴入最后半滴标准液时,溶液蓝色刚好褪去(颜色恰好由蓝色变无色),且半分钟不恢复(2分) (2分)
【解析】(1)C中所装试剂为NaOH溶液,用于吸收多余的Cl2,避免污染环境;(2)A中制备Cl2,反应的化学方程式为6HCl + KClO3= KCl + 3Cl2↑ + 3H2O;(3)装置A中的Cl2进入装置B中与NaOH发生反应,化学方程式为,待装置B液面上方有黄绿色气体时,说明NaOH溶液与Cl2已经完全反应,再从三颈烧瓶上口加入(CNO)3H3固体,加入(CNO)3H3固体后反应的化学方程式为,该反应过程中生成了NaOH,故仍需不断通入Cl2以增大NaOH的利用率;(4)根据题干信息可知,二氯异氰尿酸钠难溶于冷水,故反应结束后装置B中的浊液经过滤、冰水洗涤干燥得粗产品;由上述分析可知,由于浓盐酸有较强的挥发性,故制得的Cl2含有大量的HCl,HCl将消耗部分NaOH使得NaOH利用率降低故需先通入到装有饱和食盐水的洗气瓶中除去HCl,故改进的方法为在装置AB之间加盛有饱和食盐水的洗气瓶;(5)①由反应原理可知滴定终点I2恰好完全反应,溶液由蓝色变为无色,因此滴定终点现象为滴入最后一滴标准液时,锥形瓶内溶液蓝色刚好褪去(或颜色恰好由蓝色变成无色),且半分钟不恢复;②由反应原理得出关系式为,,故样品的有效氯含量为。
19.(15分)丙烯腈()是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,副产物有乙腈()、氢氰酸、丙烯醛()等,以丙烯、氨气和氧气为原料,在催化剂存在下合成丙烯腈的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1) kJ/ml。
(2)反应Ⅰ在 (填“高温”“低温”或“任意”)条件下可自发进行;恒温恒容条件下,若容器内只发生反应Ⅰ,下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是 。
A.容器内混合气体的密度不再变化 B.断裂1mlN—H的同时断裂3mlO—H
C.容器内压强不再变化 D.3v正(NH3)=2v逆(O2)
(3)恒温下,充入丙烯、氨气和氧气发生反应Ⅰ和Ⅱ,体系达到平衡后,若压缩容器体积,则反应Ⅱ的平衡移动方向为 (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(4)已知对于反应:,T℃,压强为p的恒压密闭容器中,通入1ml丙烯、1ml氨气和3ml氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时,容器内有amlC3H3N(g),bmlC3H4O(g),此时C3H6(g)的分压p(C3H6)= (分压=总压×物质的量分数,用含a,b的代数式表示,下同);反应Ⅱ的Kp为 。
(5)以丙烯腈为原料,利用电解原理合成已二腈可减少氮氧化物的排放,其装置如图所示,pb电极为 极,电解时Pb电极发生的电极反应式为 。
【答案】(1)−162(2分)
(2)任意(2分) CD(2分)
(3)正反应方向(2分)
(4)(2分) (2分)
(5)阴(1分) 2CH2=CHCN+2e- +2H+=CN(CH2)4CN(2分)
【解析】(1)根据盖斯定律,该反应可由反应I-反应II得到,所以ΔH=ΔH1-ΔH2=-515kJ/ml-(-353kJ/ml)=-162 kJ/ml;(2)反应I的ΔH1<0,ΔS>0,属于熵增的放热反应,在任意条件下都能自发进行;若容器内只发生反应Ⅰ,表明反应一定已经达平衡状态的是
A.根据知,反应物和生成物均为气体,混合气体质量不变,容器恒容,体积不变,则混合气体的密度是个定值,不能作为已达平衡的依据,A错误;B.当有1mlN—H断裂的同时应有2mlO-H键断裂,才是达到平衡状态,B错误
C.恒温恒容条件下,容器内压强与混合气体的总的物质的量成正比,当容器内压强不再变化,表明已达平衡状态,C正确;D.当达到平衡状态时,正逆反应速率相等且速率之比等于系数之比,因此,当3v正(NH3)=2v逆(O2)时,反应达到平衡状态,D正确;故选CD;(3)恒温下,体系达到平衡后,若压缩容器体积,增大压强,反应I向逆反应方向移动,丙烯和氧气的转化率减小,则反应II中的反应物的浓度(分压)增大,导致反应II平衡向正反应方向移动;(4)T℃,压强为p的恒压密闭容器中,通入1ml丙烯、1ml氨气和3ml氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时,容器内有amlC3H3N(g),bmlC3H4O(g),由此,可列如下三段式:
则达到平衡时气体的总物质的量为,丙烯的物质的量为,则其分压p(C3H6)= ;反应II的;(5)根据电解池的工作原理可知,CH2=CHCN在Pb电解酸性电解液下发生得电子的还原反应生成己二腈[CN(CH2)4CN],为电解池的阴极,其电极反应式为:2CH2=CHCN+2e- +2H+=CN(CH2)4CN。
醇
a
b
c
()
选项
物质结构
性质
A
碳原子以共价键结合成立体网状结构
金刚石质地坚硬
B
石墨层与层之间以分子间作用力结合
石墨层与层之间可以滑动
C
N2中氮氮三键键能大
N2在常温下难以发生化学反应
D
乙醇分子中含有羟基
乙醇易燃烧
物质
成分
钛铁矿
主要成分是FeTiO3,含少量SiO2、Fe3O4等
浸液1
Fe3+、Fe2+、TiO2+、H+、
滤液2
Fe2+、TiO2+、H+、
滤液3
Fe2+、TiO2+、H+、
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