湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考化学试卷(Word版附解析)
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这是一份湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考化学试卷(Word版附解析),共21页。试卷主要包含了单选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 V-51 Fe-56 Cu-64
一、单选题(每题 3 分,共 42 分)
1.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.ClO2具有氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
B.某些油脂常温时呈固态,可用于制作肥皂
C.浓硫酸具有脱水性,可用于干燥氯气
D.高纯硅硬度大,可用做半导体材料
2.下列有关化学用语正确的是
A.的球棍模型:
B.用电子式表示氧化钠的形成过程:
C.HF分子间的氢键:
D.铜原子结构示意图:
3.二氧化氯是一种安全、高效的消毒剂。工业制备的一种方法为(未配平),下列说法正确的是
A.消毒原理与明矾相同B.的中心原子是杂化
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为1:15D.氧化性:
4.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.酸性K2Cr2O7溶液与酒精反应:3CH3CH2OH+2Cr2O+16H+=4Cr3++3CH3COOH+11H2O
B.向CuSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液:Ba2++SO=BaSO4↓
C.用足量氨水吸收CO2气体:2OH−+CO2=CO+H2O
D.电解NaCl溶液:2NaCl2Na+Cl2↑
5.已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前20号主族元素,X与W、Y与Z分别同主族,W、Z的简单离子核外电子排布相同,X、Y、Z、W元素组成的某化合物的结构如图。下列说法正确的是
A.简单离子的半径:W>Z>Y>XB.简单氢化物的还原性:Y>Z
C.化合物M中Y的化合价均为-2D.WX可与H2O反应生成X的单质
6.室温下进行下列实验,根据实验操作,预测实验现象和实验结论均正确的是
A.AB.BC.CD.D
7.下列实验操作可以达到实验目的的是
A.AB.BC.CD.D
8.化学小组在丁烷脱氢制丁烯的研究上取得了重大的突破,利用计算机技术测得在催化剂表面的反应历程如图所示,其中催化剂表面上的物种用*标注,TS表示过渡态物质。下列说法错误的是
A.该历程中决速步骤为
B.该反应在任意温度下均可自发进行
C.催化剂起到降低反应活化能,加快反应速率的作用
D.该历程中伴随着极性键断裂与非极性键的形成
9.研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(),其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中为价,为价。下列说法错误的是
A.导电时,和的价态不变B.若,与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12D.导电时、空位移动方向与电流方向相反
10.利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生如下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示。现有两个体积相同的恒容密闭容器甲和乙,向甲中加入1ml CO和2 mlH2,向乙中加入2 mlCO和4mlH2, 测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示。下列说法不正确的是
A.该反应的ΔH<0; P1>P2>P3
B.反应速率B点大于D点
C.A、B、D三点的平衡常数关系为:KA>KB=KD
D.由图综合判断:M、L两点中,CH3OH的体积分数相同,且压强关系为p(M)=2p(L)
11.一定温度下,在不同pH的溶液中存在形式不同,溶液中随pH的变化如图。
已知:①MA,均为难溶物且图1中的曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合;
②初始。溶液中含A微粒的物质的量分数随pH的变化如题图2。
下列说法正确的是
A.时,pH=8
B.由图1可知,若pH=8、pM=3,则无沉淀生成
C.a点发生反应:
D.a点平衡后的溶液中存在
12.常温下,将溶液置于锥形㼛中,将溶液置于滴定管中,用溶液滴定,实验中的下列情形会导致达到滴定终点时,消耗溶液体积小于的是
A.装溶液的滴定管水洗后未用待装液润洗
B.滴定管滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
C.滴定过程中,用蒸馏水将附着在瓶壁上的液体冲入溶液中
D.滴定结束时,俯视滴定管进行读数
13.下图是科学家利用温室气体转化为CO的装置(A、B均采用石墨烯材料),下列说法正确的是
A.A电极为阴极,离子交换膜为阴离子交换膜,移向A极
B.电路中通过2ml电子,将得到28g CO和
C.该装置工作一段时间后,电解质溶液的pH减小
D.A极的电极反应式为
14.实验室中不同的试剂有不同的保存方法,下列保存方法错误的是
A.保存硫酸亚铁溶液需加入铁粉和少量硫酸
B.保存浓硝酸需用带橡胶塞的棕色细口瓶
C.溴化银固体保存在棕色玻璃塞广口瓶中
D.金属钠保存在装有煤油的玻璃塞广口瓶中
二、非选择题(共 4 个大题,除标注外每空 2 分,共 58 分)
15.[CH3CH(OH)COO]2Fe(乳酸亚铁,相对分子质量为234)是一种很好的食品铁强化剂,吸收效果比无机铁好,易溶于水,几乎不溶于乙醇,可由FeCO3与乳酸反应制得。
I.制备FeCO3
实验步骤如下:
i.检查气密性,按图示添加药品;
ii.在装置B中制取硫酸亚铁,并将整个装置内的空气排净;
iii.将B中溶液导入C中产生FeCO3沉淀;
iv.将C中混合物分离提纯,获得纯净的碳酸亚铁产品。
(1)装置D的作用是 。
(2)装置C中生成FeCO3的离子方程式是 。
(3)步骤ii和步骤iii中应打开的开关分别是 (选填“和”或“和”)
(4)经过滤、洗涤得到FeCO3,久置后,发现在盛有FeCO3试剂瓶的瓶口有红褐色物质,其原因是 (用化学方程式解释)。
II.制备乳酸亚铁晶体
将制得的FeCO3加入到乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸。冷却,加入乙醇,过滤,再洗涤和干燥,得到产品。
(5)加入乙醇的目的是 。
III.测定乳酸亚铁的纯度:
(6)兴趣小组通过用硫酸铈铵(NH4)4Ce(SO4)4滴定法测定样品中Fe2+的含量来计算乳酸亚铁固体样品纯度(反应中Ce元素被还原为Ce3+)。称取3.0g样品配制成100.00mL溶液,取该溶液25.00mL,将0.1000ml/L(NH4)4Ce(SO4)4标准溶液装入 中(填A或B),反复滴定2~3次,平均消耗(NH4)4Ce(SO4)4标准溶液30.00mL,则样品中乳酸亚铁的纯度为 。
A. B.
16.锰的重要用途是制造锰钢.一种以高铁锰矿(含MnO2、Fe2O3及少量FeO、CaO、K2O、Na2O)为原料生产金属锰的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“焙烧还原”时,高铁锰矿中MnO2被还原为MnO。
①理论上,还能被还原的成分有 、 (填化学式)。
②根据表中数据,焙烧时应选择的温度为 。
(2)“浸出”产生“滤渣”的主要成分为 (填化学式);该步骤中需再加入MnSO4以促进“滤渣”析出,结合化学反应原理解释其原因: 。
(3)“除杂”时,加入的MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为 ;再将pH逐步调至6,Fe3+水解为Fe(OH)3,同时Fe3+与Na+、K+形成络合物沉淀。
(4)电解“净化”所得溶液(MnSO4的酸性溶液)制备Mn。
①电解时,溶液中的阳离子在阴极存在两个相互竞争的电极反应,其产物分别为Mn和 (填化学式)。
②研究表明,加入适量的SeO2有利于Mn在电极上析出.机理为:SeO2与水反应生成的H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质,该电极反应为 ;电极上的Se对Mn2+有特殊的吸附性能,使Mn2+的电还原沉积成为主要反应。
③电解废液可在上述流程的 步骤中循环使用。
17.扁桃酸衍生物是重要的医药中间体,以和为原料合成扁桃酸衍生物的路线如下:
(1)的分子式为,可发生银镜反应,且具有酸性,所含官能团的名称为 。
已知:为加成反应,则的结构简式为 。
(2)C()中①、②、③三个电离出的能力由强到弱的顺序是 。
(3)E是由2分子生成的含有3个六元环的化合物,分子中不同化学环境的氢原子有 种。
(4)的反应类型是 反应(填“取代”或“加成”)。
(5)写出符合下列条件的的所有同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式: 。
①属于一元酸类化合物
②苯环上只有2个取代基且处于对位,其中一个是羟基
(6)已知:
试写出由乙酸为原料制备的合成路线 (无机试剂任选)。(合成路线常用的表示)
18.丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ(直接脱氢):C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H1=+125kJ·ml-1
反应Ⅱ(氧化脱氢):C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g)△H2=-118kJ·ml-1
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·ml-1,E(H—H)=436kJ·ml-1,由此计算生成1ml碳碳π键放出的能量为 kJ。
(2)对于反应Ⅰ,总压恒定为100kPa,在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应),从平衡移动的角度判断,达到平衡后“通入N2”的作用是 。在温度为T1时,C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图a所示,计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp= kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。
(3)在温度为T2时,通入气体分压比为p(C3H8):p(O2):p(N2)=10:5:85的混合气体,各组分气体的分压随时间的变化关系如图b所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率为 kPa·s-1;;在反应一段时间后,C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为 。
(4)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C3H8):p(O2):p(N2)=2:13:85的混合气体,已知某反应条件下只发生如下反应(k,k′为速率常数):
反应Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) k
反应Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g) k′
实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3H6)=kp(C3H8)-k′p(C3H6),可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为 ,其理由是 。
选项
实验操作
预测的实验现象
实验结论
A
同时向①4mL0.1ml/L溶液和②4mL0.2ml/L溶液中分别加入4mL0.1ml/L酸性溶液
②中溶液先褪色
溶液浓度越大,反应速率越快
B
将出现刮痕的镀锌铁皮浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴入几滴溶液
无明显现象
该过程未发生电化学腐蚀
C
向1mLNaOH溶液中滴入2滴溶液,再滴加2滴溶液
先产生白色沉淀后出现蓝色沉淀
D
向溶液中加入过量的KI溶液,充分反应后,再滴入几滴KSCN溶液
溶液颜色变成红色
KI与的反应为可逆反应
选项
实验目的
实验操作
A
制备无水AlCl3
蒸发Al和稀盐酸反应后的溶液
B
验证结合H+的能力:COK+>O2->H+,即Z>W>Y>X,故A项错误;
B.Y的简单氢化物为H2O,Z的简单氢化物为H2S,而根据元素单质的氧化性越强,所形成的氢化物的还原性就越弱,所以简单氢化物的还原性H2S>H2O,即Z>Y,故B项错误;
C.化合物中含有-O-O-键,该氧元素的化合价为-1价,故C项错误;
D.WX为KH,能够与水发生反应生成氢气和氢氧化钾,故D项正确;
答案选D。
6.D
【详解】A.溶液过量,不会出现褪色现象,A错误;
B.Zn作负极,Fe为正极,Fe被保护,为牺牲阳极的阴极保护法,有发生电化学腐蚀,B错误;
C.NaOH和反应后有剩余,再滴加2滴溶液,和过量的NaOH溶液直接反应,C错误;
D.KI溶液过量,则应完全反应,充分反应后,再滴入KSCN溶液显红色,说明溶液中仍存在铁离子,由此可知KI与的反应为可逆反应,即,D正确;
故选D。
7.B
【详解】A.加热促进铝离子水解,且生成的盐酸易挥发,应在HCl气流中加热制备,A不合题意;
B.NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合后产生白色沉淀氢氧化铝同时生成碳酸钠,反应的离子方程式为:+ +H2O=Al(OH)3↓+,故能验证结合H+的能力:2p(L),故D错误;
答案选D。
11.B
【分析】溶液中随着pH的减小,c(H+)增大,先后发生反应:A2-+H+HA-、HA-+H+H2A,A2-的物质的量分数减小,HA-的物质的量分数先增大后减小,H2A的物质的量分数增大,以此解答。
【详解】A.由图2可得,当时,c(H+)=10-6.5ml/L,Ka1()=,当时,c(H+)=10-10.5ml/L,Ka2()=,则当c(A2-)=c(H2A)时,c(H+)=ml/L,即pH=8.5,故A错误;
B.曲线Ⅰ上的点符合,pH=8、pM=3的点在曲线Ⅰ的下方,,无沉淀生成,故B正确;
C.曲线Ⅱ上的点符合,a点在曲线Ⅰ的下方,,无沉淀生成,故C错误;
D.a点在曲线Ⅱ的上方,曲线I的下方,生成MA,故平衡后溶液中存在c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)<0.2ml/L,故D错误;
故选B。
12.D
【分析】NaOH滴定,标准液NaOH装在碱式滴定管中,量取可用酸式滴定管,所取待测液盛放于锥形瓶中。依据公式,若错误操作、会对V(NaOH)有影响,进而判对结果有影响。
【详解】A. 装溶液的滴定管水洗后未用待装液润洗,导致标准液NaOH被稀释,则中和等量的待测液,消耗NaOH体积偏多、大于,A不符合;
B. 滴定管滴定前尖嘴处有气泡,使初读数偏小,滴定后气泡消失,导致所测得的NaOH体积偏多、大于,B不符合;
C. 滴定过程中,用蒸馏水将附着在瓶壁上的液体冲入溶液中,不影响醋酸和氢氧化钠溶液的物质的量,不影响的消耗NaOH的体积,C不符合;,
D. 滴定结束时,俯视滴定管进行读数,使末读数偏小,导致所测得的NaOH体积偏小、小于,D符合;
答案选D。
13.D
【分析】从图中可知A电极上CO2得电子转化为CO,A为阴极,B为阳极,阳极上4OH--4e-=O2↑+2H2O,左侧OH-通过离子交换膜进入右侧电极室放电,因此该交换膜为阴离子交换膜。
【详解】A.根据分析可知,A电极为阴极,该离子交换膜为阴离子交换膜,OH-向阳极移动,即向B电极移动,A错误;
B.电路中通过2ml电子时,阴极上1mlCO2得到2ml电子转化为1mlCO,生成CO28g,阳极上2ml氢氧根离子失去2ml电子生成0.5ml氧气,但是未说明气体所处状态,无法计算0.5ml氧气的体积,B错误;
C.阴极上电极反应为,阳极电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,实质为2CO2=2CO+O2,工作一段时间,电解质溶液的pH不变,C错误;
D.A电极上电极反应式为,D正确;
故答案选D。
14.B
【分析】A.二价铁离子易被氧化,易水解;
B.浓硝酸易分解.
C.溴化银见光分解;
D.钠与煤油不反应,且密度比煤油大;
【详解】A.二价铁离子易被氧化,铁粉可将三价铁离子还原为二价铁离子,少量的酸抑制亚铁离子的水解,故A正确;
B.浓硝酸见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中,浓硝酸具有腐蚀性,不能用橡皮塞,故B错误。
C.溴化银固体见光分解,应保存在棕色玻璃塞的广口瓶中,故C正确;
D.钠与煤油不反应,密度比煤油大,可保存在煤油中,故D正确;
故选B。
15.(1)液封,隔绝空气,防止空气进入C中氧化碳酸亚铁晶体中的亚铁离子
(2)Fe2++2=CO2↑+FeCO3↓+H2O
(3)K3和K2
(4)4FeCO3+6H2O+O2 = 4Fe(OH)3+4CO2
(5)降低乳酸亚铁的溶解度,有利于晶体析出
(6) A 93.6%
【分析】本实验的目的是制取FeCO3,在B装置内制取FeSO4溶液,先打开K3、关闭K2,然后打开分液漏斗活塞,让稀硫酸流入装置B中,与铁粉反应,生成的H2将B、C装置中的空气排尽;然后关闭K3、打开K2,反应生成的H2将装置B中溶液压入装置C中;FeSO4在装置C中与NH4HCO3反应,从而生成FeCO3沉淀。
【详解】(1)因为CO2不是大气污染物,且在水中的溶解度不大,所以水的作用不是吸收CO2,而是防止空气进行C装置内,则装置D的作用是:液封,隔绝空气,防止空气进入C中氧化碳酸亚铁晶体中的亚铁离子。答案为:液封,隔绝空气,防止空气进入C中氧化碳酸亚铁晶体中的亚铁离子;
(2)装置C中,FeSO4与NH4HCO3反应生成FeCO3等,离子方程式是Fe2++2=CO2↑+FeCO3↓+H2O。答案为:Fe2++2=CO2↑+FeCO3↓+H2O;
(3)由分析可知,步骤ii和步骤iii中应打开的开关分别是K3和K2。答案为:K3和K2;
(4)经过滤、洗涤得到FeCO3,久置后,发现在盛有FeCO3试剂瓶的瓶口有红褐色物质,红褐色为Fe(OH)3的颜色,则FeCO3被空气中的O2氧化,其原因是:4FeCO3+6H2O+O2 = 4Fe(OH)3+4CO2。答案为:4FeCO3+6H2O+O2 = 4Fe(OH)3+4CO2;
(5)因为乳酸亚铁易溶于水,几乎不溶于乙醇,为使其从溶液中析出,应设法降低其溶解度,则加入乙醇的目的是:降低乳酸亚铁的溶解度,有利于晶体析出。答案为:降低乳酸亚铁的溶解度,有利于晶体析出;
(6)(NH4)4Ce(SO4)4溶液显酸性,则0.1000ml/L(NH4)4Ce(SO4)4标准溶液应装入酸式滴定管内,故选A;依据反应,可建立如下关系式:(NH4)4Ce(SO4)4——[CH3CH(OH)COO]2Fe,则样品中乳酸亚铁的纯度为=93.6%。答案为:A;93.6%。
【点睛】Fe2+具有较强的还原性,所以在整个反应体系中,都需要排除空气中O2的干扰。
16. Fe2O3 FeO 1100℃ CaSO4、碳粉 增加c(SO),使反应Ca2++ SOCaSO4平衡向正反应方向移动,促进CaSO4析出。[或增加c(SO),使得QC>Ksp(CaSO4),反应向生成CaSO4沉淀的方向移动。] MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O H2 H2SeO3+4e-+4H+=Se+3H2O 浸出
【分析】高铁锰矿(含MnO2、Fe2O3及少量FeO、CaO、K2O、Na2O)研磨后加入足量碳粉焙烧还原,MnO2被还原为MnO,Fe2O3及少量FeO被还原为Fe单质,之后加入硫酸浸取,CaSO4微溶,成为滤渣,其余金属元素以阳离子的形式进入滤液,加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,调节pH值形成Fe(OH)3沉淀,同时Fe3+与Na+、K+形成络合物沉淀,净化除杂后得到MnSO4溶液,加入SeO2电解得到Mn单质。
【详解】(1)①Fe3+和Fe2+有较强氧化性,可以被碳粉还原得到Fe单质;
②高价锰难溶于稀硫酸,所以焙烧时应将Mn元素尽可能多的转化为低价锰,根据所给数据可知在1100℃焙烧时低价锰的含量最高,所以焙烧时应选择的温度为1100℃;
(2)高铁锰矿锰矿中含有CaO,而硫酸钙微溶,所以用稀硫酸浸出时滤渣主要为CaSO4,以及还原时加入的过量碳粉;加入MnSO4可以增加c(SO),使反应Ca2++ SOCaSO4平衡向正反应方向移动,促进CaSO4析出。[或增加c(SO),使得QC>Ksp(CaSO4),反应向生成CaSO4沉淀的方向移动];
(3)除杂时MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,根据电子守恒可知MnO2和Fe2+的系数比为1:2,再结合元素守恒可得离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)①溶液中存在的阳离子为Mn2+和H+(酸性溶液),Mn2+放电生成Mn,H+也可能放电生成H2;
②根据题意可知H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质,根据电子守恒和元素守恒可得电极反应时为H2SeO3+4e-+4H+=Se+3H2O;
③电解MnSO4的酸性溶液时阳极主要为水电离出的氢氧根放电生成氧气,阴极主要为锰离子放电生成Mn,所以电解废液中主要含有H2SO4,可以在“浸出”步骤中循环使用。
17.(1) 醛基、羧基
(2)③>①>②
(3)4
(4)取代
(5)、、、
(6)
【分析】A的分子式为C2H2O3,A可发生银镜反应,且具有酸性,则A中含有醛基和羧基,其结构简式为HOOCCHO,对比A、C的结构且A+B→C为加成反应可知B为苯酚,由C→D的反应条件可看出该反应为酯化反应,C中有羧基和醇羟基,两个C分子可以发生酯化反应生成含有3个六元环的化合物E,D→F的反应为醇羟基与HBr发生的取代反应,据此分析回答问题。
【详解】(1)
A的结构简式为HOOCCHO,则A中含有醛基和羧基;对比A、C的结构且A+B→C为加成反应可知B为苯酚,其结构简式为:;
(2)①②③分别对应的是酚羟基、醇羟基、羧基,其-OH上氢原子的活泼性顺序为羧基>酚羟基>醇羟基,则3个-OH的酸性由强到弱的顺序是③>①>②;
(3)
C中有羧基和醇羟基,两个C分子可以发生酯化反应生成含有3个六元环的化合物,其结构为:,左右对称,分子中不同化学环境的氢原子有4种;
(4)对比D、F的结构简式可知,D→F为溴原子取代了羟基,所以D→F的反应类型是取代反应;
(5)
F中含有酯基、溴原子和酚羟基,三种基团均能与NaOH溶液反应,故1mlF在一定条件下最多消耗3mlNaOH。由条件①可知F的同分异构体中含有-COOH,由条件②可知结构中含有,则剩余的只有两个碳原子、一个溴原子和三个氢原子,可通过移动-COOH与-Br书写出符合要求的F的同分异构体为:、、、;
(6)
根据信息可知,羧酸在PCl3和加热的条件下可在与羧基相连的碳原子上引入一个氯原子,而氯原子水解即可生成羟基,醇羟基发生催化氧化转化成—CHO,据此即可写出由乙酸合成A的路线流程图:。
18.(1)271
(2) 减小气体浓度,使平衡右移,提高C3H8(g)转化率 16.7
(3) 2 H2和C3H6都消耗O2
(4) 先增大后减小 反应开始时,体系中主要发生反应Ⅱ,c(C3H6)逐渐增大,随着反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,v(C3H6)减小,体系中主要发生反应Ⅲ,c(C3H6)逐渐减小
【详解】(1)由C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H1=+125kJ·ml-1可知反应需要中断裂2ml C—H键、形成1ml碳碳π键和1ml H—H键,416kJ·ml-1×2- E (碳碳π键) -436kJ·ml-1= +125kJ.ml-1,解得:E(碳碳π键)= +271kJ. ml-1,所以形成1ml碳碳π键放出的能量为271kJ;
(2)达到平衡后,通入N2,由于总压恒定为100kPa,则容器体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动,即向正反应方向移动,C3H8(g)的转化率增大;根据图a,C3H8的物质的量分数为0.4时,其平衡转化率为50%;假设混合气体为1ml,则起始时C3H8为0.4ml,N2为0.6ml,运用三段式法计算:
由于总压恒定为100kPa,平衡时C3H8为0.2ml,C3H6为0.2ml,H2为0.2ml,N2为0.6ml,则C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)的分压均为:100kPa×=故T1时反应Ⅰ的平衡常数KP==16.7kPa。
(3)内C3H6的分压由0增大为2.4kPa,则生成的平均速率为=2kPa·s-1;若只发生反应Ⅰ、Ⅱ,C3H6的分压应大于H2和H2O的分压,但由图b知,随着反应进行,分压p(H2O)>p(C3H6)>p(H2),且有CO2生成,H2分压降低,故体系中还发生反应:C3H6+O2=3CO2+3H2O,H2+O2=H2O,消耗O2,因此C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1;
(4)反应开始时,反应Ⅱ向右进行,c(C3H6)逐渐增大,且体系中以反应Ⅱ为主,随着反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,使得v (C3H6)减小,体系中以反应Ⅲ为主,因此丙烯的浓度随时间的变化趋势为先增大后减小。
题号
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答案
A
D
D
A
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D
B
B
B
D
题号
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14
答案
B
D
D
B
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