湖南省长沙市2021届高三下学期第二次联考化学试题(word版 含答案)
展开湖南省长沙市2021届高三下学期第二次联考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.“液态阳光”是指由阳光、二氧化碳和水通过人工光合得到的绿色液态燃料。下列有关“液态阳光”的说法错误的是( )
A.“液态阳光”行动有利于可持续发展并应对气候变化
B.煤气化得到的水煤气合成的甲醇不属于“液态阳光”
C.CO2和H2O转化为“液态阳光”过程中同时释放能量
D.“液态阳光”有望解决全球化石燃料不断枯竭的难题
2.明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌:“炉甘石十斤,装载人一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷淀,毁罐取出……即倭铅也”(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是( )
A.倭铅是指金属锌和铅的混合物
B.煤炭中起作用的主要成分是碳.
C.该方法中冶炼锌的化学方程式为
D.该冶炼锌的方法属于热还原法
3.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.将少量氯气通人Fel2溶液中;
B.向稀硝酸银溶液中滴加稀氨水至过量:
C.往2.0mL。1.0mol/L的AlCl3,溶液中加人7.0mL1.0mol/L的NaOH溶液充分反应:
D.将等浓度的NaHCO3溶液和Ba(OH)2溶液等体积充分混合:
4.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列判断正确的是
A.3molH2与1molN2在一定条件下充分反应生成NH3分子数为2NA
B.标准状况下,2.24L苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子
C.0.1mol/L的CuSO4溶液中Cu2+数为0.1NA
D.1molC2H6中所含的共价键数为7NA
5.近年来我国政府强化了对稀土元素原料的出口管制,引起了美、日等国家的高度关注与不满。所谓“稀土元素”是指镧系元素及第五周期ⅢB族的钇(39Y),它们被称为“工业味精”。它们在军工生产、高科技领域中有极为重要的作用,下列有关“稀土元素”的说法正确的是 ( )。
A.它们的原子核外均有5个电子层
B.它们的原子最外层均含有3个电子
C.它们均是金属元素
D.76Y、80Y中子数不同,化学性质不同
6.用下列装置能达到有关实验目的的是
A.用甲图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
B.用乙图装置制取金属锰
C.用丙图装置可以除去淀粉溶液中的少量NaCl
D.用丁图装置从氯化钠溶液中获得氯化钠晶体
7.环氧乙烷(EO)可用作生产一次性口罩时的灭菌剂。EO通过与蛋白质上的羧基、氨基、巯基-SH)等发生作用(原理如下图),使蛋白质失去反应基,从而达到灭菌的目的。下列说法不正确的是
A.上图所示的反应原理为加成反应
B.EO与乙醛互为同分异构体
C.巯基(-SH)的电子式为
D.用EO的口罩应对EO的残余量进行安全检测
8.十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢—空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合,已知:。下列说法正确的是
A.电极b上发生的电极反应为
B.电极a发生还原反应
C.每11.2LH2S参与反应,有1molH+经固体电解质膜进入正极区
D.当电极a的质量增加64g时电池内部释放632kJ的热能
9.已知有机物和的邻二氯代物均只有一种,则有机物的一氯代物有
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加。A是元素W的单质。常温下,甲的浓溶液使A发生“钝化”,但在加热条件下能与一定量的A发生反应且有如图所示物质的转化关系(丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,丙、戊为气体)。下列说法正确的是
A.简单离子半径大小:Z<Y<W
B.气态氢化物的还原性:Z>Y
C.乙的水溶液显酸性
D.丙和戊中所含元素种类相同,均可用NaOH溶液吸收
11.洋葱所含的微量元素硒(34Se)是一种很强的抗氧化剂,能消除体内的自由基,增强细胞的活力和代谢能力,具有防癌抗衰老的功效。工业上用精炼铜的阳极泥(硒主要以CuSe存在,含有少量Ag、Au)为原料与浓硫酸混合焙烧,将产生的SO2、SeO2混合气体用水吸收即可得Se固体,其工艺流程如图,下列有关说法错误的是
A.实验室中过滤用到的玻璃仪器为:玻璃棒、烧杯、普通漏斗
B.SeO2既有氧化性又有还原性,其还原性比SO2强
C.“焙烧”时的主要反应为:CuSe+4H2SO4(浓)CuSO4+SeO2↑+3SO2↑+4H2O
D.生产过程中产生的尾气SeO2可以用NaOH溶液吸收
12.常温时,若Ca(OH)2和CaWO4(钨酸钙)的沉淀溶解平衡曲线如图所示(已知)。下列分析正确的是
A.由图可知常温下
B.饱和Ca(OH)2溶液中加入少量CaO,溶液变浑浊,但Ca2+离子数目不变
C.饱和Ca(OH)2溶液和饱和CaWO4溶液等体积混合:
D.d点的CaWO4溶液中,加入CaCl2固体,d点溶液组成沿da线向c点移动(假设混合后溶液体积不变)
二、多选题
13.乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是
A.总反应为放热反应故此反应不需要加热就能发生
B.①②反应属于加成反应
C.总反应速率由第①步反应决定
D.第②步反应的中间体比第①步反应的中间体稳定
14.利用液化石油气中的丙烷脱氢可制取丙烯:C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g) ΔH。向起始体积为2L的恒压密闭容器中充入1mol丙烷,在不同温度、压强下测得平衡时反应体系中丙烷与丙烯的物质的量分数如图所示(已知p1为0.1MPa)。
下列说法错误的是
A.反应的ΔH>0
B.压强p2<0.1MPa
C.556℃压强p1时,该反应的压强平衡常数为
D.556℃压强p1时,容器中通入1.2molC3H8、0.8molC3H6、0.6molH2,此时v(正)>v(逆)
三、实验题
15.三氯氧磷(POCl3)是重要的基础化工原料,广泛用于制药、染化、塑胶助剂等行业。某兴趣小组用O2直接氧化PCl3制备POCl3,实验装置设计如图:
有关物质的部分性质如下表:
物质
熔点℃
沸点/℃
其它性质
PCl3
-111.8
74.2
遇水生成H3PO3和HCl遇O2生成POCl3
POCl3
2
105.3
遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)装置B中试剂为_______;装置B的作用是_______。(任写两条)
(3)装置C中制备POCl3的化学方程式为_______。
(4)b装置的作用是_______。
(5)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中C1元素的含量实验步骤如下:
I.取m克产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全反应后加稀硝酸至溶液显酸性;
II.向锥形瓶中加入0.1000mol·L-1的AgNO3溶液50.00mL,使Cl-完全沉淀;
III.向其中加入2mL硝基苯,用力摇动使沉淀表面被有机物覆盖;
IV.加入指示剂用cmol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积为VmL。
①滴定选用的指示剂是_______(填标号)。
A.酚酞 B.NH4Fe(SO4)2 C.淀粉 D.甲基橙
②Cl元素的质量分数为_______(用含m、c、V的表达式表示)。
③若取消步骤III,会使步骤IV中出现两种沉淀共存,该反应使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、工业流程题
16.一维纳米材料因其特殊的纳米结构,呈现出一系列独特的光、电、磁、催化等性能,具有十寸广阔的应用前景。ZnS-C(ZnS纳米粒子分散在碳纳米材料上)是新型一维纳米材料,某科研小组用下列流程制备ZnS-C纳米材料。
已知:BA表示C6H5COO-,回答下列问题:
(1)“搅拌”后所得溶液显_______(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(2)向搅拌后所得混合盐溶液中缓缓滴加NaOH溶液,促进相关离子的水解,出现Zn(OH)C6H5COO)白色沉淀。
①写出生成沉淀的离子方程式_______。
②25℃,调pH=6,不产生Zn(OH)2沉淀,该溶液中c(Zn2+)<_______mol·L-1[已知]
(3)“硫化”“焙烧”过程,Zn(OH)BA通过原位固相反应制备ZnS-C纳米纤维的过程示意图如下:
①该过程中一直处于原位的离子是_______;
②在N2氛围中“焙烧”时,HBA(C6H5COOH)分解的化学方程式为_______。
(4)用N2吸附法对不同焙烧温度下制备得到的ZnS-C纳米纤维的比表面积进行测定,在不同温度(400~800℃)下培烧所得ZnS-C纳米纤维的比表面积如下表:
t/℃
400
500
600
700
800
比表面积/(m2·g-1)
130.1
123.1
70.2
49.2
47.6
①随着温度的升高,ZnS纳米粒子_______(填“变大”“不变”或“变小”)
②Zns-C纳米纤维可将N2附在其表面形成均匀的单分子层。氮气分子横截面积为0.162nm2(已知1mm=10-9m),则在400℃焙烧所得的1gZnS-C纳米纤维最多能吸附的氮分子数为_(保留3位有效数字)。
五、原理综合题
17.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,解决了亿万人口生存问题。
回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的∆H=___kJ∙mol-1。该历程中速率最快的一步的活化能(E)为__kJ∙mol-1。
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2)∶V(H2)=1∶3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①500℃时,反应的平衡常数Kp(100MPa)__Kp(30MPa)。(填“<”、“=”、“>”)
②500℃、30MPa时,氢气的平衡转化率为__(保留3位有效数字),Kp=__(MPa)-2(列出计算式)。
[Kp为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]
(3)科学家利用电解法在常温常压下合成氨,工作时阴极区的微观示意图如图,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。
①阴极区生成NH3的电极反应式为___。
②下列说法正确的是__(填标号)。
A.该装置用金(Au)作催化剂,目的是降低N2的键能
B.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性
C.选择性透过膜可允许N2和NH3通过,防止H2O进入装置
六、结构与性质
18.Al、Cr、Co、Ni的合金及其相关化合物用途非常广泛,如锂离子电池的正极材料为LiCoO2,电解质溶液为LiBF4溶液。
(1)Co2+的基态核外电子排布式为_______。
(2)钴元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钴的化学式为Co(NH3)5Cl3,是一种典型的维尔纳配合物,具有反磁性。0.01molCo(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87g白色沉淀。Co(NH3)5Cl3中Co3+的配位数为_______,该配合物中的配位原子为_______。
(3)1951年Tsao最早报道了用LiAlH4还原腈:。
①LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
②中碳原子的轨道杂化类型为_______,1mol该分子中含σ键的物质的量为_______。
(4)全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如图甲所示,其化学式为_______。
(5)NiO的晶胞结构如图乙所示其中离子坐标参数A为(0,0,0),则C的离子坐标参数为_______。一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图丙),已知O2-的半径为apm,设阿伏加德罗常数的值为NA,每平方米的面积上具有该晶体的质量为_______g(用含a、NA的代数式表示,Ni的相对原子质量为59)。
七、有机推断题
19.海南粗榧新碱具有抗肿瘤、抗炎等作用,其中间体G的合成路线如图:
已知:①→ +H2O
②R-COOH+R′-NH2+H2O
③R-CN
回答下列问题
(1)写出X的结构简式_______。
(2)D中的官能团名称为_______。
(3)B→C的反应类型为_______。
(4)B与新制的氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为_______。
(5)有机物Y是A的同分异构体满足条件:①能与FeCl3溶液发生显色反应,②1molY与足量金属钠反应生成1molH2,③结构中含有“羰基”,Y共有_______种,其中核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2:2:1:1的物质为_______(任写一种即可)。
(6)设计以为起始原料备制的合成路线_______。(无机试剂任选)
参考答案
1.C
【详解】
A. 液态阳光”是指由阳光、二氧化碳和水通过人工光合得到的绿色液态燃料,能吸收二氧化碳解决温室效应,有利于可持续发展并应对气候变化,故A正确;
B.煤气化得到的水煤气为氢气和一氧化碳,利用的是化石燃料,所以氢气和一氧化碳合成的甲醇不属于“液态阳光”,故B正确;
C.由阳光、二氧化碳和水通过人工光合得到的绿色液态燃料的过程中同时吸收能量,故C错误;
D.利用阳光、二氧化碳和水合成绿色燃料减少了对化石燃料的依赖,有望有望解决全球化石燃料不断枯竭的难题,故D正确;
故答案:C。
2.A
【详解】
A.倭铅是指金属锌,不是锌和铅的混合物,故A错误;
B.煤炭的主要成分是碳,反应中碳作还原剂,故B正确;
C.碳在高温条件下生成CO,故C正确;
D.该冶炼锌的方法是加热条件下用还原剂将金属还原出来,属于热还原法,故D正确;
故选A。
3.C
【详解】
A.将少量氯气通入FeI2溶液中,Cl2先与I-反应,选项A错误;
B.向稀硝酸银溶液中滴加稀氨水至过量反应应为,选项B错误;
C.由题可得AlCl3与NaOH的物质的量之比为2:7,故反应为,选项C正确;
D.将等浓度的NaHCO3溶液和Ba(OH)2溶液等体积充分混合,NaHCO3与Ba(OH)2的物质的量之比为1:1,故反应应为,选项D错误。
答案选C。
4.D
【详解】
A.H2与N2在一定条件下生成NH3的反应为可逆反应,故NH3分子数小于2NA,A项错误;
B.标准状况下苯为非气态,故B项错误;
C.未说明体积,所以无法确定Cu2+的物质的量,故无法求出Cu2+的数目,C项错误;
D.1个C2H6分子中含有6个C—H键和一个C—C键,故1 mol C2H6中所含的共价键数为7 NA,D项目正确。
5.C
【详解】
A.镧系元素属于第六周期,而周期序数等于电子层数,则原子核外有6个电子层,选项A错误;
B.过渡元素最外层电子均只有1-2个,选项B错误;
C.过渡元素均为金属元素,选项C正确;
D.76Y、80Y互为同位素,化学性质几乎相同,选项D正确;
答案选C。
6.B
【详解】
A应将 NaHCO3和Na2CO3盛放的位置对调,选项A错误;
B.通过铝热反应可以制取铁、锰等金属,选项B正确;
C.淀粉溶液是胶体,所以除去淀粉溶液中的少量NaCl应用渗析的方法,而不能用分液的方法,选项C错误;
D.从氯化钠溶液中获得氯化钠晶体用的方法是蒸发结晶,应用蒸发皿,而不是坩埚,选项D错误。
答案选B。
7.C
【详解】
A.图中所示的反应原理为环氧乙烷打开不饱和结构,其它官能团断单键形成两个原子或原子团与环氧乙烷打开结构相连,合成一个新结构,属于加成反应,描述正确,不符题意;
B.EO分子式为C2H4O,与乙醛互为同分异构体,命题正确,不符题意;
C.S原子最外层有6个电子,其中1个末成对电子与氢形成共价键,巯基的电子式为,描述错误,符合题意;
D.EO能使蛋白质变性,有毒,用E灭菌后的口罩应对EO的残余量进行安全检测,描述正确,不符题意;
综上,本题选C。
8.A
【详解】
A.该电池是质子固体做电解质,所以电极反应式为,选项A正确;
B.电极a为负极,发生氧化反应,选项B错误;
C.未指明标准状况下,无法计算H2S的物质的量,选项C错误;
D.反应由化学能转化为电能,电池内部释放的热能小于632kJ,选项D错误。
答案选A。
9.B
【详解】
由有机物和的邻二氯代物均只有一种可知,有机物和的环内均不存在单双键交替相连的结构,而是大π键,故推出有机物的环内也是大π键,故环上的氢原子均等效,所以有机物为轴对称结构,故它一氯代物有5种;答案选B。
10.C
【分析】
A是元素W的单质。常温下,甲的浓溶液使A发生“钝化”,W为短周期元素,则W为Al;甲的浓溶液在加热条件下能与一定量的A发生反应生成丙、戊,且为气体,丁是二元化合物,则两种气体为NO2、NO,丁为水,则甲溶液为硝酸;乙为硝酸铝。X、Y、Z、W的原子序数依次增加,依次为H、N、O、Al。
【详解】
A.Y、Z、W依次为N、O、Al,原子序数越大,其简单离子的半径越小,则简单离子半径大小:Al3+<O2-<N3-,A说法错误;
B.非金属的非金属性越强,其气态氢化物的还原性越弱,则气态氢化物的还原性:NH3>H2O,B说法错误;
C.乙为硝酸铝,为强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,C说法正确;
D.丙和戊分别为NO2、NO,所含元素种类相同,NO2可用NaOH溶液吸收,NO不反应,D说法错误;
答案为C。
11.B
【分析】
阳极泥研磨粉碎,与浓硫酸混合焙烧,将产生的SO2、SeO2混合气体用水吸收,过滤即可得Se固体。
【详解】
A.实验室中过滤用到的仪器有带铁圈的铁架台、漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒,则玻璃仪器为:玻璃棒、烧杯、普通漏斗,A说法正确;
B.将产生的SO2、SeO2混合气体用水吸收即可得Se固体,SeO2中的Se为+4价,降低为0价,有氧化性,二氧化硫被氧化为硫酸,所以SeO2氧化性比SO2强,B说法错误;
C.“焙烧”时反应物为CuSe、H2SO4,生成物有SeO2、SO2,根据元素守恒配平,主要反应为:CuSe+4H2SO4(浓)CuSO4+SeO2↑+3SO2↑+4H2O,C说法正确;
D.Se与S为同主族元素,性质具有相似性,则生产过程中产生的尾气SeO2可以用NaOH溶液吸收,D说法正确;
答案为B。
12.A
【详解】
A.温度未变,则Ksp不变,由图可知常温下,饱和Ca(OH)2溶液中当c(Ca2+)=10-3mol/L时c(OH-)=10-2mol/L,Ksp[Ca(OH)2]=10-7,c点当c(Ca2+)=10-6mol/L时mol/L,Ksp(CaWO4)=10-10,则,A分析正确;
B.饱和Ca(OH)2溶液中加入少量CaO,氧化钙与水反应,生成氢氧化钙,反应放热溫度升高,溶液变浑浊,仍为饱和溶液,但溶剂减少,且溶解度变小,则Ca2+离子数减少,B分析错误;
C.饱和Ca(OH)2溶液中存在沉淀溶解平衡
,则其饱和溶液中,溶液中,饱和CaWO4溶液中存在沉淀溶解平衡,则其饱和溶液中,因此等体积混合后溶液中,C分析错误;
D.d点的CaWO4溶液为未饱和溶液,加入CaCl2固体,溶液中钙离子浓度增大,减小,不变,则d点溶液组成沿水平线向右移动(假设混合后溶液体积不变),D分析错误;
答案选A。
13.CD
【详解】
A.根据反应物与生成物的能量关系可知,反应物的总能量比生成物的总能量高,所以该反应为放热反应,但反应条件是否加热与反应热无关,选项A错误;
B.只有反应①存在碳碳双键生成碳碳单键,则只有反应①为加成反应,选项B错误;
C.第①步反应活化能最大,故其反应速率较小,属于反应过程中的慢反应,故总反应速率由第①步反应决定,选项C正确;
D.第②步反应的中间体比第①步反应的中间体能量低,能量越低越稳定,所以第②步反应的中间体较稳定,选项D正确;
答案选CD。
14.CD
【详解】
A.图象中物质的量分数随温度升高丙烯增加,丙烷减少,说明升温平衡正向进行,正反应为吸热反应,反应的△H>0,故A正确;
B.温度一定,压强越大平衡逆向进行,丙烯的物质的量分数减小,p2压强下丙烯物质的量分数大于p1状态,说明p1>p2,即压强p2<0.1MPa,故B正确;
C.根据图象可知556℃压强p1时,平衡时丙烷的物质的量分数为50%,则p(C3H8)=0.5p1=0.05MPa,根据方程式C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)可知剩余50%的气体中,丙烯和氢气各占一半,所以p(C3H6)= p(H2)=0.025MPa,所以压强平衡常数K==,故C错误;
D.根据图象可知556℃压强p1时,平衡时丙烷的物质的量分数为50%,丙烷物质的量为1mol,设消耗物质的量为x,列三段式有:
则有=50%,解得x=,所以平衡常数K==;起始向2 L密闭容器中通入1.2 mol C3H8、0.8 mol C3H6、0.6 mol H2,此时浓度商为=0.2>,所以反应逆向进行,v(正)<v(逆),故D错误;
综上所述答案为CD。
15.分液漏斗 浓H2SO4 平衡气压、干燥氧气、观察气体流速 冷凝回流 B 或 偏小
【详解】
根据实验目的可知,装置Δ是氧气的发生装置,为固体与液体不加热制备气体装置,可以为H2O2在MnO2催化作用下分解生成氧气,也可以是过氧化钠与水反应,通过加入液体的量,可以控制产生氧气的速率,氧气中含有水蒸汽,可以用浓硫酸除去,所以B装置中盛放浓硫酸,装置B中有长颈漏斗,可以平衡装置内外的压强,起安全瓶的作用,纯净的氧气与三氯化磷在C中反应生成POCl3,为了控制反应速率且要防止三氯化磷挥发,反应的温度不宜太高,所以装置C用水浴加热,为防止POCl3挥发,用冷凝管b进行冷凝回流,POCl3遇水剧烈水解为H3PO4和HCl,所以为防止空气中水蒸汽进入装置,同时吸收尾气,所以在装置的最后连有碱石灰的干燥管。
(②)装置B中装有浓硫酸,可作干燥剂,另外气体通过液体时可观察到气泡,则装置B的作用是观察O2的流速、平衡气压、干燥氧气。
(3)根据装置图可知,装置C中氧气氧化PCl3生成POCl3,根据原子守恒,反应的化学方程式为
(4)仪器b为球形冷凝管,起冷凝回流的作用。
(5)①用c mol·L-1 NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,当滴定达到终点时 NH4SCN过量,加NH4Fe(SO4)2作指示剂,Fe3+与SCN-反应溶液会变红色,半分钟内不褪色,即可确定滴定终点;②用c mol/ L NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积V mL,则过量Ag+的物质的量为cV×10-3mol,与Cl-反应的Ag+的物质的量为Cl元素的质量分数为;;③若取消步骤Ⅲ,会使步骤Ⅳ中岀现两种沉淀共存,若无此操作,NH4SCN与AgCl反应生成AgSCN沉淀,则滴定时消耗的 NH4SCN标准液的体积偏多,即计算时Ag+的物质的量偏大,则计算中与Cl-反应的Ag+的物质的量偏小,所以测得的Cl-的质量分数偏小。
16.酸性 或 0.12 Zn2+ 变大 8.03×1020
【详解】
(1)将硝酸锌品体与苯甲酸钠、水混合搅拌,三者充分接触,由于硝酸锌是强酸弱碱盐,Zn2+水解使溶液显酸性;苯甲酸钠是强碱弱酸盐,水解使溶液昰碱性,最终混合物的酸碱性取决于二者相对量的多少及其水解程度,结合后边的步骤加入NaOH溶液调整溶液的pH=6,可证明混合搅拌后的混合物显酸性;
(2)①硝酸锌、苯甲酸钠、NaOH混合发生沉淀反应产生Zn(OH)(C6H5COO)白色沉淀,反应的离子方程式为:;
②25℃,调pH=6,,若不产生Zn(OH)2沉淀,,则该溶液中;
(3)①根据图示的“硫化”“焙烧”过程可知:该过程中一直处于原位的离子是Zn2+;②在N2氛围中“焙烧”时,HBA发生分解反应,生成C、H2、H2O,根据元素守恒可得分解的化学方程式为;
(4)①根据表格数据可知:温度越高,微粒的比表面积越小,说明随着温度的升高,ZnS纳米粒子在增大,使微粒的比表面积变小;②根据表格数据可知ZnS-C纳米纤维在400℃时的比表面积为130.1m2/g,而氮气分子横截面积为0.162mm2,则在400℃焙烧所得的1g ZnS-C纳米纤维最多能吸附的氪分子数为(个)。
17.-92 17 = 33.3% N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O- BC
【分析】
(1)利用盖斯定律,起点为氮气和氢气,终点为氨气,计算反应焓变;
(2)根据平衡常数定律和公式进行计算;
(3)从图上观察,阴极区氮气与乙醇反应生成氨气和C2H5O-。
【详解】
(1)由图可知,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的∆H=生成物总能量-反应物总能量=kJ∙mol-1。该历程中速率最快的反应,即吸热最少的反应,活化能(E)为17kJ∙mol-1。
(2)①由平衡常数定义可知,500℃时,温度恒定,相同可逆反应,反应的平衡常数不变,Kp(100MPa) =Kp(30MPa)。
②500℃、30MPa时,氨气的物质的量分数为20%,在恒温恒压时,物质的量之比与体积之比相同,即进料体积比V(N2)∶V(H2)=1∶3,可假设N2加入了1mol,H2加入了3mol,平衡转化了xmol氮气:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
反应前 1 3 0
变化量 x 3x 2x
平衡时 1-x 3-3x 2x
氨气的物质的量分数==20%。即x=mol,氢气的平衡转化率为=33.3%;平衡时,氮气和氨气的物质的量一致,即物质的量分数均为20%,氢气为60%,Kp== (MPa)-2。
(3)①根据电解池原理,氮气与乙醇得电子生成氨气,阴极区生成NH3的电极反应式为N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-。
②A.该装置用金(Au)作催化剂,目的是降低反应活化能,不能降低N2的键能,A错误;
B.从阴极反应看,三氟甲磺酸锂并未参加反应,作用是增强导电性,B正确;
C.从图中可知,选择性透过膜可允许N2和NH3通过,防止H2O进入装置,C正确;
答案为BC。
【点睛】
在比较平衡常数的关系时,我们常常被图像信息所误导,要注意在温度不变时,平衡常数恒定。
18.或 6 N、Cl sp、sp2 20mol Cr2CoAl (1,,)
【详解】
(1)Co2+基态核外电子数为25个,所以Co2+基态核外电子排布式为或;
(2)生成白色沉淀2.87g,则,说明该配合物外界含有两个氯离子,另外1个氯离子和氨气分子为内界,所以配位数为6;中心原子是Co,配位原子是N和Cl;
(3)①元素的金属性越强,电负性越小,在常温下,Li可与水反应,Al不与水反应,说明Li的金属性强于Al,则其电负性小于Al,Al和Li均能与酸反应置换出H2,说明H的电负性最大,则 LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为:H>Al>Li;
②中既有碳氮三键,又有苯环,则碳原子的轨道杂化类型为sp、sp2;共含有7mol碳氢σ键,12mol碳碳σ键及lmol碳氮三键,则共含有σ键的物质的量为20mol;
(4)顶点粒子占,面上粒子占,棱上粒子占,内部粒子为整个晶胞所有,所以一个晶胞中含有Cr的数目为:,一个晶胞中含有Co的数目:,一个晶胞中含有Al的数目为:4×1=4,所以晶体化学式为Cr2CoAl;
(5)NiO的晶体结构如图乙所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),C在x、y、x轴上的投影分别是1、、,所以C坐标参数为;根据图知,每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围,如图所示,相邻的3个圆中心连线为正三角形,三角形的边长为2a pm,每个三角形含有一个Ni原子,三角形的面积 m2,如图,实际上每个Ni原子被两个小三角形包含,小平行四边形面积为m2,O原子个数为1,每平方米面积上分散的该晶体的质量。
19.HCHO 溴原子、醚键 还原反应 +2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O 8 、、
【详解】
比较A和B的结构简式可知,X为HCHO,A与甲醛生成B,B发生还原反应生成C,C的结构简式为,C发生取代生成D,D的结构简式为,D再发生取代得E,E酸化得F,F的结构简式为,F发生信息①中的取代得到G,据此解答。
(1) X的结构简式为HCHO;
(2) D的结构简式为,官能团名称为溴原子、醚键;
(3)B→C是与LiAlH4发生还原反应生成,故反应类型为还原反应;
(4)B()与新制的氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O;
(5)有机物Y是A的同分异构体,A的结构简式为,分子式为C7H6O3,Y的结构满足①能与FeCl3溶液发生显色反应,Y中有酚羟基,②1 mol Y与足量金属Na反应生成1 mol H2,可判断Y中有两个酚羟基或一个酚羟基和一个羧基,③结构中含“” 则假设有两个酚羟基,两个酚羟基在苯环上有邻、间、对三种结构,由分子式C7H6O3和已知一个苯环,二个酚羟基,还要有羰基,则可判断还有一个醛基,可能的结构有,,,,个酚羟基和一个羧基,还有三种,分别为,,,Y有上述8种同分异构体结构;其中核磁共振氢谱显示为4组峰,有4种环境的H,且峰面积比为2:2:1:1的物质为、和;
(6)酸性条件下作用生成苯甲酸,还原生成,与苯甲酸反应生成,故合成路线为。
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