【中考化学】湖北省武汉市2022-2023学年专项提升模拟测试题(一模二模)含解析
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(一模)
满分100分。考试用时60分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
部分 选一选
一、单项选一选:本大题共20小题,每小题3分,在每小题列出的四个选项中,只有一项题意。
1.朱自清先生在《荷塘月色》中写道:“薄薄的青雾浮起在荷塘里…月光是隔了树照过来的,高处丛生的灌木,落下参差的斑驳的黑影…”月光穿过薄雾所形成的美景仙境,其本质原因是
A.夜里的月色本身就很美 B.雾是一种胶体,能产生丁达尔现象
C.光线是一种胶体 D.颗粒直径约为 1nm~100nm 的小水滴分散在空气中
2.“天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离没有开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说确的是
A.煤油是可再生能源
B.燃烧过程中热能转化为化学能
C.火星陨石中的质量数为20
D.月壤中的与地球上的互为同位素
3.打赢蓝天保卫战,提高空气质量。下列物质没有属于空气污染物的是
A.PM2. 5 B.O2
C.SO2 D.NO
4.下列溶液中一定能大量共存的离子组是
A.OH-、Al3+、Ca2+、 B.K+、Ag+、、Cl-
C.Ba2+、K+、OH-、 D.Na+、K+、、
5.下列物质转化常通过加成反应实现的是
A.CH4→CH2Cl2
B.CH3COOCH2CH3→CH3CH2OH
C.CH3CH2OH→CH3CHO
D.CH2=CH2→CH3CH2Br
6.中华民族有着光辉灿烂的发明史,下列发明创造没有涉及化学反应的是
A.粮食酿酒 B.烧结粘土制陶瓷
C.用赤铁矿石炼铁 D.打磨磁石制指南针
7.下列变化过程中有化学键被破坏的是
A.碘升华 B.浓硫酸稀释 C.蔗糖溶于水 D.浓盐酸稀释
8.某元素的原子结构示意图为。下列关于该元素的说法中,没有正确的是
A.元素符号是Ca
B.属于金属元素
C.在化学反应中易得电子
D.正化合价是+2价
9.电解质没有仅在工农业生产中占有重要地位,而且在各种生命中也起着重要作用,则下列有关电解质的叙述正确的是( )
A.化合物都是电解质
B.电解质一定是化合物
C.SO3溶于水形成的溶液能导电,所以SO3是电解质
D.NaCl固体没有导电,所以NaCl没有是电解质
10.NaOH、Na2CO3、NaCl、Na2SO4可按多种标准划为一类物质,下列分类标准错误的是( )
A.钠的化合物 B.盐类 C.可溶于水 D.电解质
11.下列离子方程式正确的是
A.铜和硝酸银溶液反应:Cu+Ag+=Cu2++Ag
B.铁和稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C.碳酸钙与稀盐酸反应:CO+2H+=CO2↑+H2O
D.硫酸钠溶液和氯化钡溶液反应:Ba2++SO=BaSO4↓
12.把石蕊试液滴加到新制的氯水中出现的现象是
A.溶液变红色 B.溶液变蓝色 C.溶液变紫色 D.溶液先变红后褪色
13.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说确的是
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
14.过桥米线是云南的特色小吃。下列说确的是
A.米线中的淀粉属于糖类
B.过桥米线汤面上的油脂属于高分子化合物
C.“烫”肉的过程没有新物质生成,属于物理变化
D.骨头熬汤时汤色发白是由于碳酸钙难溶于水
15.实验非常重要,下列操作错误的是
A.用3%过氧化氢消毒液洗伤口 B.蒸馏实验中向沸腾的液体中补加沸石
C.工业上用铝制容器盛放或运输浓硫酸 D.用乙醇处理废弃药品中含有的少量金属钠
16.臭氧化钾()常用作氧气源。利用干燥的固体氢氧化钾与臭氧反应制取臭氧化钾,以及作氧气源产生氧气的有关反应如下:
下列说法错误的是
A.和属于同素异形体
B.KOHI和都是纯净物
C.是一种碳酸盐,可与碱反应
D.与水生成KOH,说明是碱性氧化物
17.高铁酸钠 (Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其 中一种方法的化学原理可用离子方程式表示为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,关于该反应说法错误的是( )
A、 ClO-中氯元素显+1价 B、Fe3+被氧化
C、ClO-被还原 D、FeO42-中铁元素显+2价
18.下雪时,常用融雪剂清理路面。醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂,下列关于1 mol CH3COOK的叙述正确的是 ( )
A.CH3COOK的相对分子质量为98 mol-1
B.CH3COOK的摩尔质量为98 g
C.1 mol CH3COOK含有2 mol氧
D.1 mol CH3COOK含有3×6.02×1023个H
19.实验室制备SO2时,下列装置能达到相应实验目的的是
A. 生成SO2 B. 干燥SO2
C. 收集SO2 D. 吸收SO2尾气
20.港珠澳大桥水下钢柱的防护采用了镶铝块的方法(如图),关于该方法的分析错误的是
A.钢柱做正极 B.铝块发生的电极反应:Al-3e-=Al3+
C.可使化学能转变为电能 D.电子由钢柱经导线流向铝块
第二部分 非选一选
二、非选一选:本大题包括3个小题,共40分。
21.Ⅰ.实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气并探究其性质,实验装置如图所示
(1)装置甲中发生反应的化学方程式为___________。
(2)装置乙中饱和食盐水的作用是___________。
(3)如何检验氯气是否已经收集满?___________
(4)戊中反应离子方程式___________
Ⅱ.某同学欲配制240mL、1mol/LNaOH溶液,配制过程如下:
(5)在配制过程中,除需要烧杯、玻璃棒外还必需的玻璃仪器有___________、___________
(6)通过计算,该同学应用托盘天平称取___________gNaOH固体。
(7)下列操作使所配溶液的物质的量浓度偏大的有___________(填写字母)。
A.称量时用了生锈的砝码;
B.往容量瓶转移时,有少量液体溅出;
C.NaOH在烧杯中溶解后,未冷却就立即转移到容量瓶中;
D.定容时俯视刻度线;
E.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
22.地球表面积约70%被海洋覆盖,海洋是一个化学资源宝库,某主族主要元素都存在于海水中。它们的原子半径、原子序数、一些化合价如下图。请回答下列问题:
(1)我们常吃海带是为了补充人体中缺乏的w元素,请写出w的元素符号:_______,检验其单质的常用试剂:_______。
(2)请写出证明y单质非金属性强于z单质的离子方程式:_______。
(3)下图是元素z的一些常见化合价、化合物和单质,请回答下列问题。
①化合物c是一种没有稳定的含氧酸,它能分解成无色无味维持生命的重要气体、一种深红棕色液体和无色液体,其氧化产物和还原产物的物质的量之比:_______。
②从产物中分理出b单质可以用_______(名称)做萃取剂,萃取后的实验操作:_______、_______。
(4)b是z的单质,可以与热NaOH溶液反应生成a、e两种含z元素的盐。请写出反应的离子方程式:_______。
23.已知烃A是一种重要的化工原料,其分子式为C2H4;B是一种人工合成的高分子化合物。C是农作物秸秆的主要成分,利用C可以得到重要的替代能源E,各有机物相互转化关系如图所示。回答下列问题:
(1)写出A的电子式___________。
(2)H分子中的官能团名称是___________。
(3)写出的反应类型___________。
(4)写出的化学方程式___________。
(5)B可以用来制造多种包装材料,则B的结构简式___________。
(6)D在酒化酶作用下转化为E和另一种常见气态氧化物,该气体是___________。
24. 在国民经济和日常生活中,氮气有广泛的用途。首先,利用它“性格孤独”的特点,我们将它充灌在电灯泡里,可防止钨丝的氧化延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。氮气为什么可以作保护气?保护气都有哪些特点?
答案
1.【正确答案】D
【详解】
A. 夜里的月色形成的本质是形成了气溶胶,由于胶体的丁达尔现象导致月色很美,故A错误;
B. 雾作为一种胶体,确实能发生丁达尔效应,但这也没有是月光穿过薄雾所形成的种种美景的本质原因,故B错误;
C. 光线没有是胶体,胶体是一种分散系,故C错误;
D. 题干中所提及的雾,是空气中的小液滴,是一种胶体,本质特征是分散质粒子的直径在1~100nm,即10-9m~10-7m,形成丁达尔现象时是形成美景仙境的本质原因,故B正确;
2.【正确答案】C
【详解】
A.煤油来源于石油,属于没有可再生能源,故A错误;
B.氢气的燃烧过程放出热量,将化学能变为热能,故B错误;
C.元素符号左上角数字为质量数,所以火星陨石中的20Ne 质量数为20,故C正确;
D.同位素须为同种元素,3He 和 3H的质子数没有同,没有可能为同位素关系,故D错误;
故选C。
3.【正确答案】B
【详解】
A.PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质,且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响大,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重,PM2.5属于空气污染物,A没有选;
B.O2是空气的主要成分之一,是人类维持生命没有可缺少的物质,没有属于空气污染物,B选;
C.SO2引起的典型环境问题是形成硫酸型酸雨,SO2属于空气污染物,C没有选;
D.NO引起的典型环境问题有:硝酸型酸雨、光化学烟雾、破坏O3层等,NO属于空气污染物,D没有选;
答案选B。
4.【正确答案】D
【详解】
A.OH-、Al3+形成沉淀,没有能大量共存,故A错误;
B.Ag+、Cl-形成沉淀,没有能大量共存,故B错误;
C.OH-、能反应,没有能大量共存,故C错误;
D.四种离子之间互没有反应,能大量共存,故D正确。
故选:D。
5.【正确答案】D
【详解】
A.甲烷通过氯气光照取代反应转化,故A错误;
B.CH3COOCH2CH3通过水解反应转化为乙醇,故B错误;
C.乙醇通过氧化反应转化为乙醛,故C错误;
D.乙烯含有双键可通过与HBr加成反应转化为CH3CH2Br,故D正确。
故答案为D。
6.【正确答案】D
【详解】
A.粮食中主要成分为淀粉,经水解、发酵得到乙醇,有新物质生成,涉及化学反应,A没有符合题意;
B.烧结粘土制陶瓷的过程中有新物质生成,涉及化学变化,B没有符合题意;
C.用赤铁矿石炼铁,化合态的铁元素变为游离态,有新物质生成,涉及化学反应,C没有符合题意;
D.打磨磁石制指南针的过程中只是改变磁石的形状,没有新物质生成,没有涉及化学反应,D符合题意;
综上所述答案为D。
7.【正确答案】B
【详解】
A.碘升华破坏的是分子间作用力,分子间作用力没有是化学键,A没有符题意;
B.浓硫酸稀释时硫酸分子电离产生氢离子和硫酸根离子,有共价键被破坏,B符题意;
C.蔗糖溶于水破坏的是分子间作用力,分子间作用力没有是化学键,C没有符题意;
D.浓盐酸稀释前已经电离成氢离子和氯离子,浓盐酸稀释没有破坏化学键,D没有符题意;
选B。
8.【正确答案】C
【详解】
A .由原子结构示意图可知是20号元素,是钙,元素符号是Ca,故A正确;
B.钙是第IIA元素,是金属元素,故B正确;
C.钙最外层有两个电子,容易失电子,故C错误;
D.钙最外层有两个电子,容易失电子,显+2价,故D正确。
故答案为 :C
9.【正确答案】B
【详解】
A.有些化合物没有能电离出移动的离子,此类化合物属于非电解质,如蔗糖、酒精等,故A错误;
B.电解质与非电解质一定是化合物,单质与混合物既没有是电解质也没有是非电解质,故B正确;
C.SO3溶于水形成的硫酸溶液能导电,但三氧化硫自身没有能电离,所以SO3是非电解质,故C错误;
D.NaCl固体在水中或熔化状态下能导电,是电解质,故D错误;
答案选B。
10.【正确答案】B
【详解】
A.四种物质均含有Na元素,属于钠的化合物,故A正确;
B.NaOH属于碱没有属于盐,故B错误;
C.四种物质均可以溶于水,故C正确;
D.四种物质在熔融状态和水溶液中均可以导电,属于电解质,故D正确;
综上所述答案为B。
11.【正确答案】D
【详解】
A.铜和硝酸银溶液发生置换反应,反应的离子方程式:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,故A错误;
B.铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的离子方程式:Fe+2H+=Fe2++H2↑,故B错误;
C.碳酸钙难溶于水,碳酸钙与稀盐酸反应的离子方程式:CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+,故C错误;
D.硫酸钠溶液和氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,反应的离子方程式:Ba2++SO=BaSO4↓,故D正确;
故选D。
12.【正确答案】D
【详解】
氯水中含有盐酸、次氯酸和水,盐酸属于强酸,使紫色石蕊试液变红;次氯酸具有强氧化性,能漂白溶液,所以把石蕊试液滴加到新制的氯水中出现的现象是溶液先变红后褪色,所以D符合题意;
故选:D。
13.【正确答案】D
【详解】
A.是红棕色且有刺激性气味的气体,而是无色有刺激性气味的气体,A错误;
B.汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,B错误;
C.氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,没有能直接吸收空气中的氮氧化物,C错误;
D.工业废气中的可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰均可进行脱硫处理,D正确;
故选D。
14.【正确答案】A
【详解】
A.淀粉属于糖类,是多糖,A 正确;
B.油脂是脂肪酸甘油酯,没有是高分子化合物,B错误;
C.肉中含有蛋白质,加热会使蛋白质变性,发生化学变化,C错误;
D.骨头中的磷酸钙、碳酸钙难溶于水,D错误;
故选A。
15.【正确答案】B
【详解】
A.过氧化氢具有氧化性,能够使蛋白质发生变性,因而可使细菌、失去生理作用,故常用用3%过氧化氢消毒液洗伤口,防止伤口,A正确;
B.蒸馏实验中若未加碎瓷片,应该待沸腾的液体冷却后再向液体中补加沸石,B错误;
C.浓硫酸具有强氧化性,在室温下遇Fe或Al时,会在金属表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属的进一步氧化,即发生钝化现象,故在工业上常用铝制容器盛放或运输浓硫酸,C正确;
D.Na能够比较缓慢的与乙醇反应产生乙醇钠和氢气,因此可以用乙醇处理废弃药品中含有的少量金属钠,D正确;
故合理选项是B。
16.【正确答案】D
【详解】
A.和都是O元素形成的单质,二者互为同素异形体,A项正确;
B.KOHI和都是纯净物,B项正确;
C.是碳酸盐,能和反应生成BaCO3沉淀和KOH,C项正确;
D.碱性氧化物和水反应只生成碱,而与水生成KOH和,故没有是碱性氧化物,D项错误;
答案选D。
17.【正确答案】D
【详解】
FeO42-中铁元素显+6价,D项错误。
18.【正确答案】D
【详解】
CH3COOK的相对分子质量为98,A项错误;CH3COOK的摩尔质量为98 g·mol-1,B项错误;2 mol氧是指氧原子还是指氧分子,指代没有明确,C项错误;1个CH3COOK含有3个H,所以1 mol CH3COOK中含有3×6.02×1023个H,D项正确。
19.【正确答案】D
【详解】
A.亚硫酸钠能溶于水,用有孔的塑料板没有起作用,A错误;
B.二氧化硫能被碱石灰吸收,B错误;
C.二氧化硫的密度比空气大,应长管进入,C错误;
D.二氧化硫能和氢氧化钠反应而吸收,D正确;
故选D。
20.【正确答案】D
【详解】
A.钢柱的主要成分是铁,铁、铝、海水构成原电池,铝比铁活泼,所以钢柱做正极,A项正确;
B.钢柱的主要成分是铁,铁、铝、海水构成原电池,铝比铁活泼,所以铝为负极,失电子,电极反应为Al-3e-=Al3+,B项正确;C.钢柱的主要成分是铁,铁、铝、海水构成原电池,原电池可使化学能转变为电能,C项正确;D.钢柱的主要成分是铁,铁、铝、海水构成原电池,铝比铁活泼,所以铝为负极,失电子,电子由铝块经导线流向钢柱,D项错误;答案选D。
21.【正确答案】(1)
(2)除去氯气中的氯化氢气体
(3)在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸,如果变蓝,则证明已满
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(5) 250mL容量瓶 胶头滴管
(6)10.0
(7)ACD
【分析】
用MnO2和浓盐酸反应制取氯气,用饱和食盐水吸收氯气中的HCl,用浓硫酸干燥氯气,用向上排空气法收集氯气,用NaOH溶液吸收多余的氯气。
(1)MnO2和浓盐酸在加热条件下生成氯气的同时,还生成MnCl2和水,反应的化学方程式为:。
(2)浓盐酸有挥发性,饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl气体。
(3)氯气能和KI发生置换反应生成碘单质,I2遇淀粉会变蓝,所以可以在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸,如果变蓝,则证明氯气已满。
(4)氯气和NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(5)配制240mL的NaOH溶液,实验室没有240mL的容量瓶,所以需要用250mL的容量瓶;还需要用烧杯称量、溶解NaOH固体,用玻璃棒搅拌加速固体的溶解、向容量瓶中转移液体时用玻璃棒,用胶头滴管定容。
(6)配制250mL、1mol/LNaOH溶液,需要用托盘天平称量NaOH固体的质量为:0.25L×1mol/L×40g/mol=10.0g。
(7)A.称量时用了生锈的砝码,导致称量的NaOH固体质量偏大,则溶质的物质的量偏大,所配溶液浓度偏大;
B.往容量瓶转移时,有少量液体溅出,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液浓度偏小;
C.NaOH在烧杯中溶解后,未冷却就立即转移到容量瓶中,导致溶液体积偏小,所配溶液浓度偏大;
D.定容时俯视刻度线,加入的水偏少,溶液体积偏小,所配溶液浓度偏大;
E.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线,溶液体积偏大,所配溶液浓度偏小;
故选ACD。
22.【正确答案】(1) I 淀粉溶液
(2)
(3) 1∶2 四氯化碳或者苯等 分液 蒸馏
(4)
【分析】
由原子半径、原子序数和化合价可知,x、y、z、w分别为F、Cl、Br、I。a为含溴离子的化合物,b为Br2,c为HBrO,d含亚溴酸根离子的化合物,e为含溴酸根离子的化合物,f为含高溴酸根离子的化合物。
(1)吃海带是为了补充人体中缺乏的I元素,检验碘单质常用淀粉溶液。
(2)证明氯气的非金属性强于溴单质,可将氯气通入溴化钠溶液中,离子方程式为:。
(3)①由题意可知,c为HBrO,HBrO分解的化学方程式为:4HBrO=2Br2+O2↑+2H2O,HBrO中溴元素化合价由+1价降到0价生成Br2,氧元素化合价由-2价升高到0价生成O2,因此溴单质是还原产物,氧气是氧化产物,氧化产物和还原产物的物质的量之比为:1:2。
②从产物中分离出溴单质可用四氯化碳或苯作萃取剂,萃取后的操作是:分液、蒸馏。
(4)由题意可知,溴与热的氢氧化钠溶液反应生成了溴化钠和溴酸钠,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,反应离子方程式为:。
23.【正确答案】 酯基 加成反应 CO2
【分析】
由题设可知,一种重要的化工原料,其分子式为,故A为乙烯(CH2= CH2),B是一种人工合成的高分子化合物,且B通过A合成,故B为聚乙烯,根据相互转化关系可以判断:E为乙醇(CH3CH2OH),F为乙醛(CH3CHO),G为乙酸(CH3COOH),则H为乙酸乙酯(CH3COOCHCH3);又已知C是农作物秸杆的主要成分,利用C可以得到重要的替代能源E,且D可发生银镜反应,可推得C为纤维素,D为葡萄糖(C6H12O6)。
综上分析,A为CH2=CH2,B为聚乙烯,C为纤维素,D为葡萄糖(C6H12O6),E为CH3CH2OH,F为CH3CHO,G为CH3COOH,H为CH3COOCHCH3。
【详解】
(1)A为乙烯,其电子式为:;
(2)H为乙酸乙酯,其官能团名称是:酯基;
(3)为乙烯和水的加成反应,其反应类型是:加成反应;
(4)是乙醛的催化氧化,其化学方程式为:;
(5)B是聚乙烯,其结构简式为:;
(6)D是葡萄糖,在酒化酶作用下转化为乙醇和二氧化碳,所以另一种常见气态氧化物是:CO2。
24. 【正确答案】氮气化学性质很稳定,常温下没有与氧气反应,可以作保护气;保护气能防止被保护的物质被空气中的氧气氧化,化学性质稳定。。
氮气化学性质很稳定,常温下没有与氧气反应,可以作保护气。保护气能防止被保护的物质被空气中的氧气氧化,化学性质稳定。
【中考化学】湖北省武汉市2022-2023学年专项提升模拟测试题
(二模)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 I-127 Pb-207
一、选一选(每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求,共45分)
1. 化学与生活息息相关,下列说法中正确的是
A. 农艺师将大豆和玉米套种实现了既减少氮肥施用量又增产增收没有涉及氧化还原反应
B. 科研人员将铝硅酸盐制作的分子筛作为吸附剂使用
C. 腈纶需通过缩聚反应制备
D. 利用白磷着火点低性质,可以制造烟幕弹
2. 我国科学家成功利用和人工合成了淀粉,使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能,其原理如下图所示:
下列说法错误的是
A. 甲醇可用作燃料电池的负极活性物质
B. 二羟基丙酮作防晒霜能阻止皮肤水分过度蒸发
C. 人工合成淀粉的原子利用率为
D. 直链淀粉和支链淀粉均无固定的熔沸点
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说确的是
A. 120g由NaHSO4和MgSO4组成的混合固体中数目为NA
B. 23gC2H6O分子中含有碳氧键的数目一定为0.5NA
C. 5.6gFe2+中未成对电子数为0.6NA
D. 2.0gD216O和14ND3的混合物中含有的电子数为NA
4. 下列各溶液中加入试剂后,发生反应的离子方程式书写正确的是
A. 向Mg(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液:Mg2+++OH-=MgCO3↓+H2O
B. 水杨酸与过量碳酸钠溶液反应:+→ +CO2↑+H2O
C Na2O2与H218O反应:2Na2O2+2H218O=4Na++4OH-+18O2↑
D. Na2S2O3溶液中通入足量氯气:+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+
5. 下列关于卤素及其化合物的说法错误的是
A. 离子的空间构型为直线形
B. 顺,二氯乙烯分子的极性大于反,二氯乙烯
C. 酸性依次减小的主要原因是原子的正电性依次减小
D. 固态中含有,而中含有,存在差异的原因是的半径较大
6. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
两块相同未经打磨的铝片,相同温度下分别投入到5.0mL等浓度的CuSO4溶液和CuCl2溶液中
前者无明显现象,后者铝片发生溶解
Cl—能加速破坏铝片表面的氧化膜
B
向0.5mL0.1mol/LKI溶液中滴加1~2滴0.1mol/L的Fe2(SO4)2溶液,充分反应后,滴入1~2滴0.1mol/L的AgNO3溶液
生成黄色沉淀
该化学反应可逆反应
C
向滴有酚酞的碳酸钠溶液中滴加氯化钡溶液,观察现象
溶液颜色变浅
碳酸根浓度越小水解程度越小
D
向铜与浓硫酸反应后的溶液中加入适量水稀释
溶液呈蓝色
溶液中存在Cu2+
A. A B. B C. C D. D
7. 一步合成甲基丙烯酸甲酯的反应如下(其他产物已省略)。科学家为了研究甲醇的脱氢过程对反应速率的影响,进行了下表所示动力学同位素效应实验(其他条件均相同)。
实验编号
反应物
反应速率常数
数据分析
Ⅰ
丙酸甲酯
甲醇()
Ⅱ
丙酸甲酯
氘代甲醇D1()
Ⅲ
丙酸甲酯
氘代甲醇D2()
下列说确的是
A. 、和互为同素异形体
B. 相比于甲醇,氘代甲醇参与的反应活化能较小
C. 相比于C—H键,C—D键断裂的速率较慢
D. 相比于O—H键,C—H的断裂对反应速率的影响较小
8. 现代工业中用“NH3-NH4Cl水溶液”浸出氧化锌烟灰(主要成分为ZnO、Pb、CuO和As2O3)制取高纯锌的工艺流程如图所示:
已知:①浸出液中含[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、,且存在[M(NH3)4]2+M2++4NH3(M为Cu或Zn);②“氧化除杂”的目的是将转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去。下列有关说确的是
A. “溶浸”过程中发生反应:ZnO+4NH3·H2O+2H+=[Zn(NH3)4]2++5H2O
B. 空间结构为正八面体形
C. “滤渣3”的主要成分为Pb、Zn
D. “电解残留液”适当处理后可返回“溶浸”过程循环利用
9. 各装置正确且能达到实验目的的是
A. ①量取了稀盐酸 B. ②将乙二醇转化为乙二酸
C. ③形成原电池 D. ④吸收尾气SO2
10. 铯铜卤化物晶体中的阴离子存在如图所示链状结构,其中铜元素的化合价均相同。
下列说确的是
A. 一种铯铜卤化物的化学式为,其中的化合价为
B. 电负性大小顺序是
C. 该链状结构是四面体通过共用顶点而形成的
D. 该晶体的化学式为
11. 高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图:
下列说确的是
A. 物质A是C2H4
B. 属于物质B的同系物且相对分子质量比B大14的有机物有4种
C. 物质C与乙醇也可以发生缩聚反应
D. 合成M的整个过程均发生的是理想的原子经济性反应
12. 硼砂属于强碱弱酸盐,易水解生成硼酸,可用于制备过硼酸钠,过硼酸钠阴离子的结构为 ,下列说法错误的是
A. 过硼酸钠可用作洗衣粉中的增白剂
B. 用高锰酸钾处理过硼酸钠可以得到
C. 将硼砂溶于水,用调节酸度可析出三元弱酸硼酸
D. 分别向等的硼砂溶液和氢氧化钠溶液中加入等体积的水,前者变化小
13. 由原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、W、M组成的化合物是从生物体中得到的一种物质,其结构如图所示,X是短周期中原子半径最小的元素,Z、M同主族,Z、W的原子序数之和等于M的原子序数。下列有关说法错误的是
A. X分别与Y、Z、W、M均可形成微粒
B. 最简单氢化物的沸点:W>Z>M>Y
C. 原子半径:Y>Z>W>M
D. X、Y、Z、W四种元素可组成含有极性键和非极性键的离子化合物
14. PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是一种用途广泛的塑料。生活中废弃的PET只有部分被回收利用,其余部分被焚烧或填埋。我国科学家提出电催化重整废弃PET,原理如图所示。下列说法错误的是
A. 与石墨电极相比,Pd/NF(钯改性镍泡沫催化剂)电极可加快PET降解速率
B. 电解过程中,阴极室c(H+)没有断减小
C. 每生成1molC2O,外电路转移8mol电子
D. 该项技术没有仅实现了对废弃PET的资源化和能源化回收,还有助于降低CO2排放
15. Cu2+与NH3存在如下平衡:Cu2+[Cu(NH3)]2+[Cu(NH3)2]2+[Cu(NH3)3]2+[Cu(NH3)4]2+;向某浓度的硫酸铜溶液中滴加浓氨水,实验测得Cu2+、[Cu(NH3)]2+、[Cu(NH3)2]2+、[Cu(NH3)3]2+、[Cu(NH3)4]2+的物质的量分布分数(δ)与溶液中游离氨的浓度的负对数[-lgc(NH3)]关系如图所示。下列说确的是
A. 曲线b表示[Cu(NH3)]2+
B. <
C. Q点,2c(Cu2+)
二、非选一选(共55分)
16. 天然产物H具有抗、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。
已知:(Z=-COOR,-COOH等)
(1)C的分子式为_______。D中的含氧官能团名称为_______。
(2)H分子中有_______个手性碳,医药手性合成中手性催化剂的作用是_______。
(3)G→H的反应类型为_______。
(4)F→G的反应中有副产物X(分子式为C14H14O3)生成,写出X的结构简式_______。
(5)同时满足以下三个条件M(结构如下图)的同分异构体有_______种(没有考虑立体异构),请写出其中一种的结构简式_______
①含有苯环,且苯环上连有-NO2;
②至多能与1倍物质的量的氢氧化钠反应;
③核磁共振氢谱确定分子中有4种没有同化学环境的氢原子,且峰面积之比为6:2:2:1。
(6)写出以和为原料,合成的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)_______。
17. 硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品3PbO·PbSO4·H2O(三盐)等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4的工艺流程如下:
已知:i)PbCl2难溶于冷水,易溶于热水
ii)PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl(aq)
iii),
(1)“浸取”时需要加热,该过程中盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为_______;该步骤中FeS2和MnO2颗粒可以组成两个原电池,如图所示。其中MnO2原电池反应迅速,而FeS2原电池由于生成的硫覆盖在FeS2颗粒表面,溶解速率变慢。
①MnO2原电池中,每消耗3 mol MnO2,生成_______ mol Fe3+,该电池正极上的电极反应式为_______。
②FeS2原电池负极上的电极反应式为_______。
(2)“调pH”的目的是_______。
(3)“沉降”中获得PbCl2采取的措施是_______。(答出一条即可)
(4)“滤液a”处理后可以返回到_______工序循环使用。
(5)用硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃~60℃反应可以制备三盐,该反应的离子方程式为_____。
(6)海绵铅具有优良的储氢功能,其储氢原理为2Pb(s)+H2(g)=2PbH(s)。假设海绵钯的密度为ρ g·cm-3,摩尔质量为M g·mol-1,其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况),则此条件下,1 g海绵铅的储氢容量R_______mL,氢气的浓度r_______mol(储氢容量R即1 g铅吸附氢气的体积;氢气的浓度r为1 mol Pb吸附氢气的物质的量)
(7)若H2O2代替二氧化锰作氧化剂,因生成Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:
①Fe3++H2O2=Fe2++H++·OOH
②H2O2+X=Y+Z+W(已配平)
③Fe2++·OH=Fe3++OH-
④H++OH-=H2O
根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为_______。
18. 钴是一种中等活泼金属,在化合物中常以+2价或+3价存在,其中CoCl2易溶于水。某同学制得CoCl2·6H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co,并利用下列装置检验(CH3COO)2Co在氮气氛围中的分解产物。已知常温下PdCl2溶液能被CO还原为Pd。
(1)装置E、F用于检验CO和CO2,其中盛放PdCl2溶液的是装置_______(填“E”或“F”)。
(2)装置G的作用是_______;E、F、G中的试剂均足量,若观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中石灰水变浑浊,则可得出的结论是_______。
(3)通入氮气的作用是_______。
(4)实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,其主要目的是_____。
(5)若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、CxHy,已知CxHy标况下密度为1.34g/L且n(X):n(CO):n(CO2):n(CxHy)=1:4:2:3则该反应的化学方程式为_______。
(6)用ClO2处理过的饮用水常含有一定量的,饮用水中ClO2和的含量可用连续碘量法进行测定。已知ClO2被I-还原为或Cl-的转化率与溶液的pH关系如图所示。反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定,原理为:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI。
滴定过程为:
准确量取水样加入到碘量瓶中,调节水样的为7~8,加入足量的KI晶体,充分反应后,用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入淀粉溶液,滴定至次终点,消耗Na2S2O3溶液;调节溶液的,继续用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至第二次终点,消耗溶液。
①当pH≤2.0时与I-的离子方程式为_______。
②两次滴定终点的现象_______(填“相同”或“没有相同”)。根据上述数据,该水样中的浓度为_______(用含字母的代数式表示)。
19. 氮的氧化物是大气污染物之一。研究它们的反应机理,对于环境污染,促进社会可持续发展有重要意义。回答下列问题:
(1)已知:①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H1=-907kJ∙mol-1;
②①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ∆H2=-1269.0kJ∙mol-1。
若4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的逆反应活化能为E逆=akJ∙mol-1,则其正反应活化能为_______kJ∙mol-1(用含a的代数式表示)。
(2)氢气选择性催化还原NO是一种比NH3还原NO更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图:
①Pt原子表面上发生的反应除N+N=N2、2H+O=H2O外还有_____。
②已知在HY载体表面发生反应的NO、O2物质的量之比为1∶1,补充并配平下列离子方程式:_______。
+NO+O2→N2+H2O+_______
(3)硫碘循环(SI循环)是目前最有前景和研究至多的一个热化学循环。SI循环涉及如下两个反应:
反应I(Bunsen反应):SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)⇌2HI(aq)+H2SO4(aq) ∆H1=akJ∙mol-1
反应II:2HI(aq)⇌H2(g)+I2(s) ∆H2=bkJ∙mol-1
①科研团队研究了温度和压强对反应I(Bunsen反应)达到平衡时n(SO2)的影响如下图所示,则p1_____p2(填“>”“<"或“=”)。
②为了促进HI的分解,某科研团队设计了两种选择性膜反应器,其示意图如下。已知:HI的分解在反应区内进行,膜可以对产物进行选择性释放。反应区内通过使压强恒定为100kPa。反应开始时,投料均为1mol的HI气体。膜反应器1中氢气的渗透速率为3.1×10-8mol/(s·Pa)。反应区内的部分实验数据显示在下表中。
反应器示意图
无膜反应器
膜反应器1
膜反应器2
物质
HI
H2
80s后的平衡物质的量/mol
0.78
____
HI平衡分解率
α1=____
α2=52%
α3_____α4(填“>”“<”或“=”)
(4)我国科学家在(自然-通讯》发表了低温高效催化丁烷脱氢制丁烯的研究成果。该过程易发生积炭和裂化等副反应,催化反应历程如图a所示[注:0.06ev表示1个C4H8(g)+1个H2(g)的能量)]
①三种催化剂催化的是_______(填“A”、“B”或“C”),以C为催化剂时决速反应的方程式为_______;
②在一恒容密闭容器中通入1mol丁烷和适量的催化剂,发生催化脱氢反应,若起始投料量没有变,相同时间,测得没有同温度下丁烷转化率和丁烯产率如图b所示。温度高于T1时,丁烯产率降低的原因可能是_______(写一条即可),温度高于T2时丁烷转化率增大的原因可能是_______(写一条即可)。
【中考化学】湖北省武汉市2022-2023学年专项提升模拟测试题
(二模)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 I-127 Pb-207
一、选一选(每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求,共45分)
1. 化学与生活息息相关,下列说法中正确的是
A. 农艺师将大豆和玉米套种实现了既减少氮肥施用量又增产增收没有涉及氧化还原反应
B. 科研人员将铝硅酸盐制作的分子筛作为吸附剂使用
C. 腈纶需通过缩聚反应制备
D. 利用白磷着火点低的性质,可以制造烟幕弹
【正确答案】B
【详解】A.大豆可利用其中的根瘤菌进行自然固氮,涉及氧化还原反应,A错误;
B.铝硅酸盐矿物天然存量巨大,廉价易得,常作为制备分子筛的前驱体。在工业上,铝硅酸盐分子筛矿物材料作为吸附剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、填充剂等被广泛用于石油化工、工业催化、造纸等工业领域。而铝硅酸盐形成的分子筛中有许多笼状空穴和通道,具有强吸附性,所以可以作为吸附剂使用。B正确;
C.腈纶为聚丙烯腈纤维,由单体丙烯腈经通过加聚反应制备,C错误;
D.利用白磷制造烟幕弹利用的是白磷燃烧时可以产生大题的白烟,D错误;
故合理选项B。
2. 我国科学家成功利用和人工合成了淀粉,使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能,其原理如下图所示:
下列说法错误的是
A. 甲醇可用作燃料电池的负极活性物质
B. 二羟基丙酮作防晒霜能阻止皮肤水分过度蒸发
C. 人工合成淀粉的原子利用率为
D. 直链淀粉和支链淀粉均无固定的熔沸点
【正确答案】C
【详解】A.甲醇属于有机化合物,能被氧化释放能量,可作燃料电池的负极活性物质,故A正确;
B.二羟基丙酮中含有羟基,能和水形成氢键,具有保湿作用,能阻止皮肤水分过度蒸发,故B正确;
C.淀粉的分子式为(C6H10O5)n,淀粉中碳氧原子的数目之比为6:5,而CO2中碳氧原子比为1:2,因此人工合成淀粉的原子利用率没有为,故C错误;
D.直链淀粉和支链淀粉均为混合物,无固定熔沸点,故D正确;
答案选C。
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说确的是
A. 120g由NaHSO4和MgSO4组成混合固体中数目为NA
B. 23gC2H6O分子中含有碳氧键的数目一定为0.5NA
C. 5.6gFe2+中未成对电子数为0.6NA
D. 2.0gD216O和14ND3的混合物中含有的电子数为NA
【正确答案】D
【详解】A.NaHSO4和MgSO4的摩尔质量都是120g/mol,则120g混合物的物质的量为1mol,但NaHSO4中无,混合固体中数目小于NA,A项错误;
B. 23gC2H6O的物质的量为0.5mol,其中有两种结构CH3-O-CH3、CH3CH2OH,若结构为前者碳氧键的数目为NA,若结构为后者碳氧键的数目为0.5NA,B项错误;
C. 5.6gFe2+的物质的量为0.1mol,根据Fe2+的外围电子排布图 可知其中未成对电子数为0.4NA,C项错误;
D.核素中质子数为1,质量数为2,所以D216O的相对分子质量为20,每个分子含10个质子,14ND3的相对分子质量为20,每个分子含10个质子,若2.0g全是D216O,物质的量为0.1mol,所含电子数为NA,若2.0g全是14ND3,物质的量为0.1mol,所含电子数为NA,所以2.0g混合物含有的电子数一定为NA,D项正确;
故答案选:D。
4. 下列各溶液中加入试剂后,发生反应的离子方程式书写正确的是
A. 向Mg(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液:Mg2+++OH-=MgCO3↓+H2O
B. 水杨酸与过量碳酸钠溶液反应:+→ +CO2↑+H2O
C. Na2O2与H218O反应:2Na2O2+2H218O=4Na++4OH-+18O2↑
D. Na2S2O3溶液中通入足量氯气:+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+
【正确答案】D
【详解】A.向Mg(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液,镁离子和碳酸氢根以1:2完全反应,所以离子方程式为:Mg2++2+4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O,A项错误;
B.根据酸性的强弱可知,羧酸>碳酸>苯酚>碳酸氢根,所以离子方程式为3+2 →2+CO2↑+H2O+2,B项错误;
C.Na2O2与H218O反应中Na2O2即体现了氧化性也体现了还原性,所以氧气中的氧元素来源于过氧化钠,所以正确的离子方程式为:2Na2O2+2H218O=4Na++418OH-+O2↑,C项错误;
D.Na2S2O3中的硫元素为+2价,具有还原性,氯气具有强氧化性,发生氧化还原反应,根据氧化还原反应配平可得离子方程式:+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+,D项正确;
故答案选D。
5. 下列关于卤素及其化合物的说法错误的是
A. 离子的空间构型为直线形
B. 顺,二氯乙烯分子的极性大于反,二氯乙烯
C. 酸性依次减小的主要原因是原子的正电性依次减小
D. 固态中含有,而中含有,存在差异的原因是的半径较大
【正确答案】A
【分析】A中根据微粒中的原子的杂化类型判断微粒的空间构型;B中根据分子的结构判断分子的极性,利用对称性进行判断;C中根据酸性实质是给出氢离子的能力,根据酸的结构特点进行判断;D中利用配位键形成的特点及空间位阻进行判断;
【详解】A.离子的原子周围σ键电子对对数为2,孤电子对的个数=(7-1-2×1)=2,根据价层电子对互斥理论知,该微粒原子采用sp3杂化,所以其空间构型为V形,选项A错误;
B.顺式和-1,2-二氯乙烯是极性分子,反式,二氯乙烯是非极性分子,选项B正确;
C.从HC1O到HClO4,Cl的氧化数增高,同时半径减小,所以与O原子的能力增强,将O原子的电子云拉向Cl原子的程度增加,这就导致了O与H的力减弱,从HClO到HClO4酸性增强,故从HClO→HClO2→HClO3→HClO4酸性依次增强,选项C正确;
D.Br-半径较Cl-大,所以P周围可以容纳6个Cl-形成[PCl6]-,而无法容纳6个Br-形成[PBr6]-,选项D正确;
答案选A。
此题考查利用物质的结构判断分子的相应的性质,利用杂化理论判断分子的空间构型。
6. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
两块相同的未经打磨的铝片,相同温度下分别投入到5.0mL等浓度的CuSO4溶液和CuCl2溶液中
前者无明显现象,后者铝片发生溶解
Cl—能加速破坏铝片表面的氧化膜
B
向0.5mL0.1mol/LKI溶液中滴加1~2滴0.1mol/L的Fe2(SO4)2溶液,充分反应后,滴入1~2滴0.1mol/L的AgNO3溶液
生成黄色沉淀
该化学反应是可逆反应
C
向滴有酚酞的碳酸钠溶液中滴加氯化钡溶液,观察现象
溶液颜色变浅
碳酸根浓度越小水解程度越小
D
向铜与浓硫酸反应后的溶液中加入适量水稀释
溶液呈蓝色
溶液中存在Cu2+
A. A B. B C. C D. D
【正确答案】A
【详解】A.未经打磨的铝片表面有氧化膜,投入到CuSO4溶液中,无明显现象,投入到CuCl2溶液中,铝片发生溶解,两溶液Cu2+浓度都相同,说明Cl-能加速破坏铝片表面的氧化膜,故A正确;
B.0.5mL0.1mol/LKI溶液中I-的物质的量为5×10-5mol,1滴Fe2(SO4)2溶液的体积约为0.04mL,2滴约为0.08mL,则1~2滴 0.1mol/L的Fe2(SO4)2溶液中Fe3+的物质的量为8×10-6mol~1.6×10-5mol,I2和Fe3+发生反应:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,I-是过量的,滴入1~2滴0.1mol/L的AgNO3溶液,Ag+和I-能生成AgI黄色沉淀,没有能证明反应是可逆的,故B错误;
C.碳酸钠溶液由于碳酸根离子水解而显碱性,滴入酚酞显红色,向滴有酚酞的碳酸钠溶液中滴加氯化钡溶液,碳酸根离子和钡离子生成碳酸钡沉淀,使碳酸根离子浓度降低,所以溶液的碱性减弱,溶液颜色变浅,没有能得出碳酸根离子浓度越小水解程度越小的结论,故C错误;
D.铜与浓硫酸反应后的溶液中可能有浓硫酸剩余,没有能向此溶液中加水,应将此溶液加入到盛有水的烧杯中观察溶液颜色,故D错误;
故选A。
7. 一步合成甲基丙烯酸甲酯的反应如下(其他产物已省略)。科学家为了研究甲醇的脱氢过程对反应速率的影响,进行了下表所示动力学同位素效应实验(其他条件均相同)。
实验编号
反应物
反应速率常数
数据分析
Ⅰ
丙酸甲酯
甲醇()
Ⅱ
丙酸甲酯
氘代甲醇D1()
Ⅲ
丙酸甲酯
氘代甲醇D2()
下列说确的是
A. 、和互为同素异形体
B. 相比于甲醇,氘代甲醇参与的反应活化能较小
C. 相比于C—H键,C—D键断裂的速率较慢
D. 相比于O—H键,C—H的断裂对反应速率的影响较小
【正确答案】C
【详解】A.同素异形体是同一种元素组成的没有同种单质,、和为化合物,没有是互为同素异形体,A错误;
B.根据速率常数,,,甲醇参与反应时反应速率常数更大,反应速率更快,则反应的活化能更小,B错误;
C.由B可知,甲醇参与反应时反应速率更快,则相比于C—H键,C—D键断裂的速率较慢,C正确;
D.由实验Ⅱ和Ⅲ分析可知,氘代甲醇D1参与的反应速率更慢,则相比于O—H键,C—H的断裂对反应速率的影响更大,D错误;
答案选C。
8. 现代工业中用“NH3-NH4Cl水溶液”浸出氧化锌烟灰(主要成分为ZnO、Pb、CuO和As2O3)制取高纯锌的工艺流程如图所示:
已知:①浸出液中含[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、,且存在[M(NH3)4]2+M2++4NH3(M为Cu或Zn);②“氧化除杂”的目的是将转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去。下列有关说确的是
A. “溶浸”过程中发生反应:ZnO+4NH3·H2O+2H+=[Zn(NH3)4]2++5H2O
B. 空间结构为正八面体形
C. “滤渣3”的主要成分为Pb、Zn
D. “电解残留液”适当处理后可返回“溶浸”过程循环利用
【正确答案】D
【分析】用NH3-NH4C1水溶液浸出氧化锌烟灰(主要成分为ZnO、Pb、CuO和As2O3)制取高纯锌的流程为:氧化锌烟灰用NH3·H2O和NH4Cl溶浸,浸出液含[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3) 4]2+、,其中ZnO的反应为ZnO+2NH3·H2O+2=[Zn(NH3)4]2++3H2O,Pb没有反应,过滤得到滤渣1为Pb;将浸出液用H2O2氧化除去,反应为2+ 2H2O2+6NH3·H2O=As2O5(胶体)+10Cl- +6+5H2O,经吸附聚沉除去As2O5 (滤渣2)后,再加入锌粉还原,可除去Cu和过量的Zn (滤渣3),滤液中主要含有[Zn(NH3)4]2+,电解后阴极发生反应[Zn(NH3)4]2++2e-=Zn+4NH3↑,得到高纯锌。
【详解】A.根据上述分析可知:用NH3-NH4C1水溶液浸出氧化锌烟灰时,ZnO发生反应:ZnO+2NH3·H2O+2=[Zn(NH3)4]2++3H2O,选项A错误;
B.为sp3d杂化,空间构型为三角双锥,选项B错误;
C.根据上述分析可知“滤渣3”的主要成分为Cu及过量的Zn,选项C错误;
D. “电解残留液”中含有[Zn(NH3)4]2+,可返回“溶浸”过程进行循环利用,节约资源,降低生产成本,选项D正确;
答案选D。
9. 各装置正确且能达到实验目的的是
A. ①量取了稀盐酸 B. ②将乙二醇转化为乙二酸
C. ③形成原电池 D. ④吸收尾气SO2
【正确答案】A
【详解】A.滴定管的感量为0.01mL,且小刻度在上方,图中酸式滴定管可量取14.80mL稀盐酸,选项A正确;
B.乙二醇、乙二酸均可被酸性高锰酸钾溶液氧化,没有能将乙二醇转化为乙二酸,选项B错误;
C.装置中应该将锌电极硫酸锌溶液中、铜电极硫酸铜溶液中,才能形成原电池,否则只有左侧锌与硫酸铜的置换反应,选项C错误;
D.氢氧化钙微溶于水,浓的氢氧化钙溶液的浓度也没有大,用于吸收尾气二氧化硫很差,实验室应该改用氢氧化钠溶液吸收,选项D错误;
答案选A。
10. 铯铜卤化物晶体中的阴离子存在如图所示链状结构,其中铜元素的化合价均相同。
下列说确的是
A. 一种铯铜卤化物的化学式为,其中的化合价为
B. 电负性大小顺序是
C. 该链状结构是四面体通过共用顶点而形成的
D. 该晶体的化学式为
【正确答案】D
【详解】A.(X=Cl、Br、I)由化合价代数和为0,Cs为+1价X为-1价,铯铜卤化物中Cu的化合价为+1价,选项A错误;
B.元素周期表越往上越往右,电负性越大,故电负性,选项B错误;
C.根据图可知,该链状结构是四面体通过共用棱而形成的,选项C错误;
D.根据均摊法可知,晶胞中大球为X原子,在面心和体心,共8+2=6个,Cu为4个,Cs为2个,该晶体的化学式为,选项D正确;
答案选D。
11. 高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图:
下列说确的是
A. 物质A是C2H4
B. 属于物质B的同系物且相对分子质量比B大14的有机物有4种
C. 物质C与乙醇也可以发生缩聚反应
D. 合成M的整个过程均发生的是理想的原子经济性反应
【正确答案】B
【详解】A.由流程分析可知,M单体B为CH2=CHOCH3,A和甲醇加成生成B,则A为乙炔,化学式为C2H2,A错误;
B.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;属于物质B的同系物且相对分子质量比B大14的有机物有CH2=C(CH3)OCH3、CH2=CHCH2OCH3、CH3CH=CHOCH3、CH2=CHOCHCH3,共4种,B正确;
C.乙醇分子中只有1个羟基,没有能和C发生缩聚反应,C错误;
D.C脱水的过程中生成水,部分氢氧原子没有被利用,故没有是理想的原子经济性反应,D错误;
故选B。
12. 硼砂属于强碱弱酸盐,易水解生成硼酸,可用于制备过硼酸钠,过硼酸钠阴离子的结构为 ,下列说法错误的是
A. 过硼酸钠可用作洗衣粉中的增白剂
B. 用高锰酸钾处理过硼酸钠可以得到
C. 将硼砂溶于水,用调节酸度可析出三元弱酸硼酸
D. 分别向等的硼砂溶液和氢氧化钠溶液中加入等体积的水,前者变化小
【正确答案】C
【详解】A.过硼酸钠水合物中含有-1价的O,具有强氧化性,具有漂白性,可用作洗衣粉中的增白剂,选项A正确;
B.过硼酸钠中含有-1价的O,具有还原性,可以被酸性高锰酸钾氧化为0价,因此反应可以得到,选项B正确;
C.将硼砂溶于水,用调节酸度可析出硼酸,但硼酸是一元弱酸,选项C错误;
D.分别向等的硼砂溶液和氢氧化钠溶液中加入等体积的水,硼酸为弱酸存在电离平衡,故前者变化小,选项D正确;
答案选C。
13. 由原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、W、M组成的化合物是从生物体中得到的一种物质,其结构如图所示,X是短周期中原子半径最小的元素,Z、M同主族,Z、W的原子序数之和等于M的原子序数。下列有关说法错误的是
A. X分别与Y、Z、W、M均可形成微粒
B. 最简单氢化物的沸点:W>Z>M>Y
C. 原子半径:Y>Z>W>M
D. X、Y、Z、W四种元素可组成含有极性键和非极性键的离子化合物
【正确答案】C
【分析】根据X是短周期中原子半径最小的元素,推X为H元素,Y形成四个键,Y为C元素,Z、M同族,Z形成三个键,M形成五对共用电子对,Z,M分别为N、P元素,由Z、W的原子序数之和等于M的原子序数,此可推出W为O元素;
【详解】A.H与C、N,O、P可分别形成、、、均为18电子微粒,A项正确;
B.最简单氢化物沸点,根据分子晶体沸点比较,水分子间含有的氢键至多沸点,氨气分子间存在氢键,沸点较高,PH3和CH4分子间没有存在氢键沸点较低,而PH3的相对分子质量大,范德华力强,沸点比甲烷高,故沸点大小为:,B项正确;
C.同主族元素从上到下原子半径依次增大,故P原子半径比N原子半径大,C项错误;
D.H、C、N,O形成等物质中含有离子键、极性键和非极性键,D项正确;
故选答案C。
此题考查元素推断和元素周期律的应用,根据元素的性质,原子结构的特点进行推测元素,根据元素周期律进行判断元素性质的递变规律。
14. PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是一种用途广泛的塑料。生活中废弃的PET只有部分被回收利用,其余部分被焚烧或填埋。我国科学家提出电催化重整废弃PET,原理如图所示。下列说法错误的是
A. 与石墨电极相比,Pd/NF(钯改性镍泡沫催化剂)电极可加快PET降解速率
B. 电解过程中,阴极室c(H+)没有断减小
C. 每生成1molC2O,外电路转移8mol电子
D. 该项技术没有仅实现了对废弃PET的资源化和能源化回收,还有助于降低CO2排放
【正确答案】B
【详解】A.PdNF(改性镍泡沫催化剂)电极作催化剂,可加快PET降解速率,故A正确;
B.电解过程中,阴极反应消耗H+数目和阳极室转移到阴极室H+数目相等,c(H+)没有变,故B错误;
C.阳极转移电子情况可看作乙二醇被氧化为C2O,每生成1molC2O,外电路转移8mol电子,故C正确;
D.该项技术没有仅实现了对废弃PET转化为对苯二甲酸根和草酸跟,可回收利用,与传统的焚烧法比较,实现了资源化和能源化回收,降低CO2排放,故D正确;
故选:B。
15. Cu2+与NH3存在如下平衡:Cu2+[Cu(NH3)]2+[Cu(NH3)2]2+[Cu(NH3)3]2+[Cu(NH3)4]2+;向某浓度的硫酸铜溶液中滴加浓氨水,实验测得Cu2+、[Cu(NH3)]2+、[Cu(NH3)2]2+、[Cu(NH3)3]2+、[Cu(NH3)4]2+的物质的量分布分数(δ)与溶液中游离氨的浓度的负对数[-lgc(NH3)]关系如图所示。下列说确的是
A. 曲线b表示[Cu(NH3)]2+
B. <
C. Q点,2c(Cu2+)
【正确答案】C
【分析】由题意可知,体系中存在平衡:Cu2++NH3[Cu(NH3)]2+ K1,[Cu(NH3)]2++NH3[Cu(NH3)2]2+ K2,[Cu(NH3)2]2++NH3[Cu(NH3)3]2+ K3,[Cu(NH3)3]2++NH3[Cu(NH3)4]2+ K4;增大c(NH3),-lgc(NH3)减小,各个平衡均正向移动,故可以得知曲线e表示Cu2+,曲线d表示[Cu(NH3)]2+,曲线c表示[Cu(NH3)2]2+,曲线b表示[Cu(NH3)3]2+,曲线a表示[Cu(NH3)4]2+。
【详解】A.由分析可知,曲线b表示c[Cu(NH3)3]2+,A错误;
B.由图像可知:Q点处,K1===104.3,同理,P点处,K2===103.7,N点处,K3===103,M点处,K4===102.3;则=10-0.6>=10-0.7,B错误;
C.根据物料守恒可得 :c()=c(Cu2+)+c{[Cu(NH3)]2+}+c{[Cu(NH3)2]2+}+c{[Cu(NH3)3]2+}+c{[Cu(NH3)4]2+}, Q点处,c(Cu2+)=c[Cu(NH3)4]2+,故2c(Cu2+)
故选C。
二、非选一选(共55分)
16. 天然产物H具有抗、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成
已知:(Z=-COOR,-COOH等)
(1)C的分子式为_______。D中的含氧官能团名称为_______。
(2)H分子中有_______个手性碳,医药手性合成中手性催化剂的作用是_______。
(3)G→H的反应类型为_______。
(4)F→G的反应中有副产物X(分子式为C14H14O3)生成,写出X的结构简式_______。
(5)同时满足以下三个条件M(结构如下图)的同分异构体有_______种(没有考虑立体异构),请写出其中一种的结构简式_______
①含有苯环,且苯环上连有-NO2;
②至多能与1倍物质的量的氢氧化钠反应;
③核磁共振氢谱确定分子中有4种没有同化学环境的氢原子,且峰面积之比为6:2:2:1。
(6)写出以和为原料,合成的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)_______。
【正确答案】(1) ①. C10H14O2 ②. 酯基和羰基
(2) ①. 1 ②. 加快反应速率并提高反应的选择性,有效合成目标产物
(3)还原反应 (4)
(5) ①. 7 ②.
(6)
【分析】A和CH3I发生取代反应生成B,B一系列反应生成C, C发生酯化反应生成D,D发生已知中的反应生成E,E在空气中加热去氢,发生氧化反应生成F,F发生取代反应生成G,G发生还原反应生成H;
【小问1详解】
根据C的结构简式知,C的分子式为C10H14O2;D中的含氧官能团名称为酯基和羰基;
【小问2详解】
手性碳原子是连有四个没有同基团的碳原子;H分子中有1个手性碳原子;手性催化是医药手性合成中最有效的方法,一个高效的手性催化剂分子可以诱导产生成干上万乃至上百万个手性产物分子,达到甚至超过了酶催化的水平,故医药手性合成中手性催化剂的作用是加快反应速率并提高反应选择性有效合成目标产物;
【小问3详解】
根据G和H的结构简式分析,羰基转化为羟基,反应过程中得到了H,则G→H的反应类型为还原反应;
【小问4详解】
由G的结构简式知,G分子式为C15H16O3,副产物X(分子式为C14H14O3)此G少1个CH2,则与G相比,生成G时有2个甲基取代了2个H,而生成X时只有1个甲基取代了H,故X的结构简式:;
【小问5详解】
M的同分异构体含苯环且苯环上有硝基,至多能与1倍物质的量的氢氧化钠反应,说明含羧基或者酯基(没有是酚酯),核磁共振氢谱确定分子中有4种没有同化学环境的氢原子,且氢原子个数之比为6:2:2:1,6个氢原子应为两个甲基,满足条件的可能结构简式:当两个甲基在侧链时,结构为:、、;当两个甲基在苯环上时,可能的结构为:、、、共7种;
【小问6详解】
在浓硫酸作用下发生消去反应生成,|先和溴单质发生加成反应生成,在NaOH醇溶液作用下加热发生消去反应生成,和加热反应生成,其合成路线流程图为:。
17. 硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品3PbO·PbSO4·H2O(三盐)等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4的工艺流程如下:
已知:i)PbCl2难溶于冷水,易溶于热水
ii)PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl(aq)
iii),
(1)“浸取”时需要加热,该过程中盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为_______;该步骤中FeS2和MnO2颗粒可以组成两个原电池,如图所示。其中MnO2原电池反应迅速,而FeS2原电池由于生成的硫覆盖在FeS2颗粒表面,溶解速率变慢。
①MnO2原电池中,每消耗3 mol MnO2,生成_______ mol Fe3+,该电池正极上的电极反应式为_______。
②FeS2原电池负极上的电极反应式为_______。
(2)“调pH”目的是_______。
(3)“沉降”中获得PbCl2采取的措施是_______。(答出一条即可)
(4)“滤液a”处理后可以返回到_______工序循环使用。
(5)用硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃~60℃反应可以制备三盐,该反应的离子方程式为_____。
(6)海绵铅具有优良的储氢功能,其储氢原理为2Pb(s)+H2(g)=2PbH(s)。假设海绵钯的密度为ρ g·cm-3,摩尔质量为M g·mol-1,其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况),则此条件下,1 g海绵铅的储氢容量R_______mL,氢气的浓度r_______mol(储氢容量R即1 g铅吸附氢气的体积;氢气的浓度r为1 mol Pb吸附氢气的物质的量)
(7)若H2O2代替二氧化锰作氧化剂,因生成Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:
①Fe3++H2O2=Fe2++H++·OOH
②H2O2+X=Y+Z+W(已配平)
③Fe2++·OH=Fe3++OH-
④H++OH-=H2O
根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为_______。
【正确答案】(1) ①. ②. 6 ③. ④.
(2)使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去
(3)降温或加水稀释 (4)浸取
(5)
(6) ①. ②.
(7)
【分析】方铅矿精矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2 )中加入稀盐酸,盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S,MnO2被还原成Mn2+,加入的NaCl可促进反应PbCl2(s)+2Cl(aq)(aq)平衡正向移动使更多的Pb元素存在于溶液中。加入Fe2O3溶液调节溶液pH,使Fe3+子转化成Fe(OH)3沉淀除去,然后过滤;PbCl2难溶于冷水,将滤液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体,之后加入稀硫酸发生沉淀转化,生成硫酸铅晶体,过滤得到晶体烘干得到硫酸铅粉末,滤液a中主要成分为HCl。
【小问1详解】
“浸取”时需要加热,该过程中盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S,根据电子守恒,原子守恒,可得该反应的化学方程式为:;
①根据图示,在该原电池中MnO2中Mn元素得电子化合价降低,所以MnO2作电源的正极,其电极反应式为:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,所以每消耗3 mol MnO2时,电路中转移6 mol e-;Fe2+在负极上失去电子被氧化为Fe3+,则负极的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+,当电路中转移6 mol e-时,生成,6mol Fe3+;
②FeS2原电池中FeS2作负极,失电子发生氧化反应,其电极反应式为FeS2-2e-=Fe2++2S;
【小问2详解】
调节溶液pH的主要目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,从而除去Fe3+;
【小问3详解】
“沉降”中获得PbCl2采取的措施可以是降温或加水稀释;
【小问4详解】
滤液a中主要成分是盐酸,可补充到“浸取”工序中循环使用;
【小问5详解】
用硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃~60℃反应可以制备三盐,同时产生Na2SO4、H2O,该反应的离子方程式为;
【小问6详解】
假设海绵钯的密度为ρ g·cm-3,其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况),则此条件下,1 g海绵铅的储氢容量R=;
氢气的浓度r==mol;
【小问7详解】
根据题意,可知步骤②的的化学方程式为。
18. 钴是一种中等活泼金属,在化合物中常以+2价或+3价存在,其中CoCl2易溶于水。某同学制得的CoCl2·6H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co,并利用下列装置检验(CH3COO)2Co在氮气氛围中的分解产物。已知常温下PdCl2溶液能被CO还原为Pd。
(1)装置E、F用于检验CO和CO2,其中盛放PdCl2溶液的是装置_______(填“E”或“F”)。
(2)装置G的作用是_______;E、F、G中的试剂均足量,若观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中石灰水变浑浊,则可得出的结论是_______。
(3)通入氮气的作用是_______。
(4)实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,其主要目的是_____。
(5)若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、CxHy,已知CxHy标况下密度为1.34g/L且n(X):n(CO):n(CO2):n(CxHy)=1:4:2:3则该反应的化学方程式为_______。
(6)用ClO2处理过的饮用水常含有一定量的,饮用水中ClO2和的含量可用连续碘量法进行测定。已知ClO2被I-还原为或Cl-的转化率与溶液的pH关系如图所示。反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定,原理为:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI。
滴定过程为:
准确量取水样加入到碘量瓶中,调节水样的为7~8,加入足量的KI晶体,充分反应后,用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入淀粉溶液,滴定至次终点,消耗Na2S2O3溶液;调节溶液的,继续用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至第二次终点,消耗溶液。
①当pH≤2.0时与I-的离子方程式为_______。
②两次滴定终点的现象_______(填“相同”或“没有相同”)。根据上述数据,该水样中的浓度为_______(用含字母的代数式表示)。
【正确答案】(1)F (2) ①. 除去CO2 ②. 分解产物中含有一种或多种含C、H元素的物质
(3)将D中的气态产物带入后续装置##排出装置中的空气##没有使K中水蒸气进入盛无水硫酸铜的干燥管等
(4)防倒吸 (5)3(CH3COO)2CoCo3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑
(6) ①. ②. 相同 ③.
【小问1详解】
据已知信息,PdCl2溶液能被CO还原为Pd,CO被氧化为CO2,装置E、F用于检验CO和CO2,故应先检验CO2,后检验CO,则其中盛放PdCl2溶液的是装置F。
【小问2详解】
为没有影响后续装置对分解产物的检验,气体进入装置H前应先除去CO2,装置G的作用是故除去CO2;E、F、G中的试剂均足量,若观察到I中氧化铜变红,则氧化铜被还原,J中固体由白色变蓝色,则产物有水分,K中石灰水变浑浊,则产物有CO2,故可得出的结论是分解产物中含有一种或多种含C、H元素的物质。
【小问3详解】
实验目的是检验(CH3COO)2Co在氮气氛围中的分解产物,通入氮气的作用是将D中的气态产物带入后续装置(或排出装置中的空气或没有使K中水蒸气进入盛无水硫酸铜的干燥管等)。
【小问4详解】
实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,继续通入氮气,其主要目的是防倒吸。
【小问5详解】
若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、CxHy, CxHy标况下密度为1.34g/L,则CxHy摩尔质量为1.34g/L×22.4L/mol=30g/mol,根据烃类物质的结构特点,可判断CxHy的分子式为C2H6,且n(X):n(CO):n(CO2):n(CxHy)=1:4:2:3,根据碳元素守恒可知,该方程式乙酸钴的系数与生成物的比值为n[(CH3COO)2Co]:n(X):n(CO):n(CO2):n(CxHy)=3:1:4:2:3,则该反应的化学方程式为: 3(CH3COO)2CoCo3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑。
【小问6详解】
该滴定次终点是在为7~8,Na2S2O3溶液滴定ClO2与I-反应生成的I2,此时ClO2被还原为;滴定第二次终点是在,Na2S2O3溶液滴定与I-反应生成的I2,此时被还原为Cl-;①根据题意,当pH≤2.0时被完全还原为Cl-,与I-的离子方程式为:;②两次滴定均是Na2S2O3溶液与I2反应,终点时都是滴入一滴标准液时蓝色褪去且半分钟没有恢复蓝色,现象相同;根据上述数据,该水样中的浓度为两次终点求出的浓度的差值,由氧化还原反应原理可知,ClO2~~ I-~ Na2S2O3、~4 I-~ 4Na2S2O3,n(ClO2)= cV1×10-3mol,则溶液中原n()=cV2×10-3mol- cV1×10-3mol=mol,故该水样中的浓度为mol/L= mol/L。
19. 氮的氧化物是大气污染物之一。研究它们的反应机理,对于环境污染,促进社会可持续发展有重要意义。回答下列问题:
(1)已知:①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H1=-907kJ∙mol-1;
②①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ∆H2=-1269.0kJ∙mol-1。
若4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的逆反应活化能为E逆=akJ∙mol-1,则其正反应活化能为_______kJ∙mol-1(用含a的代数式表示)。
(2)氢气选择性催化还原NO是一种比NH3还原NO更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图:
①Pt原子表面上发生的反应除N+N=N2、2H+O=H2O外还有_____。
②已知在HY载体表面发生反应的NO、O2物质的量之比为1∶1,补充并配平下列离子方程式:_______。
+NO+O2→N2+H2O+_______
(3)硫碘循环(SI循环)是目前最有前景和研究至多的一个热化学循环。SI循环涉及如下两个反应:
反应I(Bunsen反应):SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)⇌2HI(aq)+H2SO4(aq) ∆H1=akJ∙mol-1
反应II:2HI(aq)⇌H2(g)+I2(s) ∆H2=bkJ∙mol-1
①科研团队研究了温度和压强对反应I(Bunsen反应)达到平衡时n(SO2)的影响如下图所示,则p1_____p2(填“>”“<"或“=”)。
②为了促进HI的分解,某科研团队设计了两种选择性膜反应器,其示意图如下。已知:HI的分解在反应区内进行,膜可以对产物进行选择性释放。反应区内通过使压强恒定为100kPa。反应开始时,投料均为1mol的HI气体。膜反应器1中氢气的渗透速率为3.1×10-8mol/(s·Pa)。反应区内的部分实验数据显示在下表中。
反应器示意图
无膜反应器
膜反应器1
膜反应器2
物质
HI
H2
80s后的平衡物质的量/mol
0.78
____
HI平衡分解率
α1=____
α2=52%
α3_____α4(填“>”“<”或“=”)
(4)我国科学家在(自然-通讯》发表了低温高效催化丁烷脱氢制丁烯的研究成果。该过程易发生积炭和裂化等副反应,催化反应历程如图a所示[注:0.06ev表示1个C4H8(g)+1个H2(g)的能量)]
①三种催化剂催化的是_______(填“A”、“B”或“C”),以C为催化剂时决速反应的方程式为_______;
②在一恒容密闭容器中通入1mol丁烷和适量的催化剂,发生催化脱氢反应,若起始投料量没有变,相同时间,测得没有同温度下丁烷转化率和丁烯产率如图b所示。温度高于T1时,丁烯产率降低的原因可能是_______(写一条即可),温度高于T2时丁烷转化率增大的原因可能是_______(写一条即可)。
【正确答案】(1)a-1812
(2) ①. N+NO=N2O、3H+N=NH3 ②. 4+2NO+2O2=3N2+6H2O+4H+
(3) ①. < ②. 0.11 ③. 22% ④. >
(4) ①. B ②. C4H10*(g)=C4H9*(g)+H*(g) ③. 催化剂活性降低,反应速率减慢 ④. 温度较高,丁烷裂化速率加快
【小问1详解】
已知:①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H1=-907kJ∙mol-1;
②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ∆H2=-1269.0kJ∙mol-1。
根据盖斯定律,由②-①得反应4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ∆H=-1812 kJ∙mol-1,若4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的逆反应活化能为E逆=akJ∙mol-1,∆H= E正-E逆,则其正反应活化能为E正=∆H - E逆= -1812kJ∙mol-1- akJ∙mol-1=( a-1812)kJ∙mol-1;
【小问2详解】
①Pt 为催化剂,反应在Pt原子表面上发生,发生的反应有N+N=N2、2H+O=H2O、N+NO=N2O、3H+N=NH3等,答案为N+NO=N2O、3H+N=NH3;
②由图可知,反应物为NO、O2和,反应生成N2和H2O,反应物中有H+,故生成物中应补充H+ ,已知NO、O2物质的量之比为1:1, 根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平,得到4+2NO+2O2=3N2+6H2O+4H+,故答案为: 4+2NO+2O2=3N2+6H2O+4H+;
【小问3详解】
①比较压强,需温度相同,当温度相同时,p1时n(SO2)大于p2时n(SO2),根据方程式SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)⇌2HI(aq)+H2SO4(aq)可知,压强增大时,平衡向正方向移动,n(SO2)会减小,故p1
【小问4详解】
①催化剂在参加化学反应时,能够降低反应的活化能,使反应在较低温度下发生。那种催化剂使用时活化能越低,且其使反应发生就越容易进行。根据图示可知催化剂B参加反应.过程中,活化能最小,故三种催化剂催化的是B;以C为催化剂时决速反应是活化能的步骤发生反应,根据图示可知该步反应的化学方程式为C4H10*(g)=C4H9*(g)+H*(g),故答案为:B; C4H10*(g)=C4H9*(g)+H*(g);
②若起始投料量没有变,相同时间,温度高于T1时,丁烯产率降低,原因是催化剂只有在一定温度下才能达到活性,当温度高于该温度范围时,催化剂活性降低,导致化学反应速率减慢;当温度高于T2时丁烷转化率增大,是由于温度较高,丁烷裂化速率加快,单位时间内丁烷分解量增加,因而丁烷转化率增大,故答案为: A;催化剂活性降低,反应速率减慢;温度较高,丁烷裂化速率加快。
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