山东省实验中学2023届高三下学期3月一模化学试题(含解析)
展开山东省实验中学2023届高三下学期3月一模化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与中华古文化密切相关,下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A.人生请治田,种秫多酿酒
B.石穴之中,所滴皆为钟乳
C.得火则飞,不见埃尘,将欲制之,黄芽为根
D.锡中杂铅太多,人醋淬八九度,铅尽化灰而去
2.实验室中下列做法错误的是
A.用剩的白磷药品放回原试剂瓶
B.用石蜡油保存金属钠
C.高锰酸钾固体保存在带橡胶塞的棕色广口瓶中
D.临近滴定终点时,滴定管的尖嘴接触锥形瓶内壁
3.2022年诺贝尔化学奖授予对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家合成一种点击化学试剂,X分别与Y、Z、M形成原子个数为3、6、4的分子,衰变方程:。下列说法错误的是
A.X的简单离子半径一定是周期表中最小的
B.和组成上属于同一种物质
C.同一周期中,第一电离能小于Z的有5种元素
D.Y、M形成简单氢化物的还原性:
4.下列有关化学材料说法正确的是
A.“碲化镉”发电玻璃属于新型导电金属材料
B.聚丙烯酸()是由经加聚反应生成的纯净物
C.生物材料PEF()的聚合度为2n
D.电绝缘树脂()是由邻羟基苯甲醛和苯胺缩聚而成
5.呋喃( )和四氢呋喃( )常用作有机溶剂,呋喃中含大键。下列说法错误的是
A.呋喃与的加成产物有三种
B.呋喃在乙醇中溶解度小于苯中的
C.呋喃与四氢呋喃中含键数目比为9∶13
D.键角:呋喃>四氢呋喃
6.下列操作和现象能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
实验现象
A
检验醇羟基
将炽热黑色铜丝迅速伸入盛有待测试剂的试管中
铜丝变为亮红色
B
制备晶体
将溶液滴加到浓氨水中,再加热至溶液出现晶膜,降温结晶、过滤
溶液变为深蓝色,降温析出绛蓝色晶体
C
证明还原性:
向、的混合溶液中滴入少量氯水和,振荡、静置、分 层;再向上层溶液中滴加KSCN溶液、氯水
实验1:下层溶液呈紫红色;实验2:上层溶液变为血红色
D
比较次氯酸和醋酸的酸性强弱
室温下,用pH计测定同浓度的溶液和溶液pH
:
A.A B.B C.C D.D
7.M和N是合成造影剂碘番酸的重要中间体,结构如图所示。下列说法错误的是
A.M分子中有2种含氧官能团
B.M分子中可能共平面的原子数最多有23个
C.N与足量加成后产物中含2个手性碳原子
D.与足量反应(转化为)时最多消耗
8.工业上常用铁粉去除酸性废水中的,反应原理如图所示:
下列说法错误的是
A.充分反应后,还会有少量铁粉剩余
B.正极的电极反应式:
C.、的产生与处理过程中溶液pH升高有关
D.处理10L含废水,理论上至少消耗168g铁粉
9.铼高温合金可用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴。工业上用冶炼钼的烟道灰(、,含、、等杂质)制备铼单质的流程如图所示:
已知:过铼酸铵是白色片状晶体,微溶于冷水,溶于热水。
下列说法错误的是
A.“滤渣Ⅰ”主要成分是和
B.“滤液”经电解后产生的和可循环使用
C.先加热溶液再加入,经冰水冷却、过滤得晶体
D.实验室模拟“操作Ⅱ”所需主要仪器有坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架等
10.在直流电源作用下,双极膜中间层中的解离为和。某技术人员利用双极膜(膜c、膜d)和离子交换膜高效制备和,工作原理如图所示:
下列说法错误的是
A.电势:N电极>M电极
B.双极膜膜c输出,膜a、膜e为阳离子
C.M极电极反应式为
D.当电路中转移时,整套装置将制得
11.“化学多米诺实验”是利用化学反应中气体产生的压力,使多个化学反应依次发生,装置如图所示。若在①~⑥中加入表中相应试剂,能实现“化学多米诺实验”且会使⑤中试剂褪色的是
选项
①中试剂
②中试剂
③中试剂
④中试剂
⑤中试剂
⑥中试剂
A
稀硫酸
Zn
浓盐酸
溶液
溶液
B
浓氨水
碱石灰
水
酸性溶液
溶液
C
双氧水
饱和食盐水
浓溴水
溶液
D
盐酸
大理石
浓硫酸
溶液
水和
A.A B.B C.C D.D
12.以红土镍镉矿(、,含、、、等杂质)为原料回收部分金属单质,其工艺流程如图所示:
已知:电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原的趋势。在25℃下,部分电对的电极电位如表:
电对
电极电位
+0.337
-0.126
-0.402
-0.442
-0.257
下列说法错误的是A.“浆化”的目的是增大接触面积,加快酸浸反应速率,提高某些金属元素浸取率
B.“物质A”可以是,“调”后,经加热得沉淀
C.“金属A”是和混合物,“金属B”是
D.该工艺流程中可以循环利用的物质有、、等
二、多选题
13.东南大学化学化工学院张袁健教授探究和分别催化分解的反应机理,部分反应历程如图所示(MS表示吸附在催化剂表面物种;TS表示过渡态):
下列说法错误的是
A.催化效果:催化剂高于催化剂
B.催化:
C.催化剂比催化剂的产物更容易脱附
D.催化分解吸热,催化分解放热
三、单选题
14.常温下,含的浊液中随的变化关系如图所示(整个过程无气体溢出;忽略第二步水解),已知:,,下列叙述正确的是
A.x=7.5 B.水的电离程度:
C.点: D.N点溶液中加固体,将移向P点
四、多选题
15.电芬顿工艺被认为是一种很有应用前景的高级氧化技术,可用于降解去除废水中的持久性有机污染物,其工作原理如图a所示,工作时,、电极产生量与电流强度关系如图b所示:
下列说法错误的是
A.电流流动方向:电极→电解质→电极
B.是该电芬顿工艺的催化剂
C.根据图b可判断合适的电流强度范围为55-60mA
D.若处理苯酚,理论上消耗标准状况下
五、结构与性质
16.钴的配合物和铱的化合物均具有重要的科学研究价值,请回答下列问题:
(1)酞菁是一种具有大键共轭体系的化合物,酞菁钴分子的结构如图1所示,N原子的VSEPR模型为___________,1mol酞菁钴分子中含有___________个配位键(表示阿伏加德罗常数的值)。基态原子中,与Co同周期且单电子数与相同的元素有___________种。
(2)不会将氧化为,而一定条件下能将氧化成,其原因是___________,中键和键数目比为___________。
(3)二氧化铱可用作工业电解的阳极材料,以及电生理学研究中的微电极,其四方晶格结构如图2所示,C原子和D原子的核间距为npm,晶胞参数为apm、apm、cpm。原子分数坐标可表示晶胞内部各原子的相对位置,A原子分数坐标为(0,0,0),则B原子的分数坐标为___________,晶胞中的分数坐标有___________种,的配位数是___________,若和半径分别为和,则晶体的空间利用率为___________%(用含有、、a、c的代数式表示,要求化简)。
六、工业流程题
17.二氧化铈可用在化妆品中起到抗紫外线作用,工业上以氟碳铈矿(,含、、等杂质)为原料制备二氧化铈、硫酸铝铵晶体和硫酸亚铁铵晶体,其工艺流程如图所示:
已知:①易溶于强酸;不溶于硫酸,也不溶于溶液。
②;;;当离子浓度≤10-5mol/L,可认为沉淀完全。
回答下列问题:
(1)氟碳铈矿“氧化焙烧”化学方程式为___________,此时气体与矿料逆流而行进行投料,目的是___________。
(2)浓盐酸价格便宜,但是溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是___________,可用稀硫酸和双氧水代替,则加入试剂的顺序是___________。
(3)“滤液Ⅱ”中加入量(图a)、最佳比例时沉淀反应的温度(图b)与铈的沉淀率关系如图所示:
根据图分析:沉铈时应选择最佳条件为___________。
(4)经充分焙烧质量减少5.8t,则获得的质量为___________t。
(5)“滤液Ⅰ”中加入物质X和物质Y分别是___________、___________(填序号),制备硫酸铝铵晶体时,理论上向“滤渣Ⅲ”中加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为___________。
a.铁粉 b.铝粉 c.浓氨水 d. e.
七、原理综合题
18.二氧化碳催化加氢制取二甲醚(DME)有利于减少温室气体二氧化碳,制取过程发生如下反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)T1℃时,向恒压容器中充入0.2 mol CO2(g)和0.6 mol H2(g),若在该条件下只发生反应Ⅰ,达平衡时,放出4 kJ能量;若向相同容器中充入0.4 mol CH3OH(g)和0.4 mol H2O(g),吸收11.8 kJ能量,则反应Ⅰ的△H1=___________kJ/mol。
(2)已知反应Ⅲ的速率方程可表示为,,lgk与温度的关系如图所示,T2℃下,图中A、B点的纵坐标分别为a-0.7、a-1。T2℃、200 MPa时,向恒压容器中充入CO2(g)和H2(g)混合气体制取二甲醚(DME),发生上述三个反应,平衡后,测得CH3OH(g)、CH3OCH3(g)和CO(g)体积分数分别为5%、10%、5%,则H2O(g)体积分数为___________,CH3OCH3(g)产率为___________,生成CH3OCH3(g)的选择性为___________,反应Ⅰ的Kp=___________(CH3OCH3选择性;10-0.3=0.50)。
(3)在压强一定的条件下,将CO2和H2按一定比例、流速通过装有催化剂的反应管,测得“CO2的转化率”及“CH3OCH3(g)选择性”和“CO、CH3OH选择性的和”分别与温度的关系如图所示,回答下列问题:
①曲线C表示___________:
②T1-T5温度之间,升高温度,比值将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
八、实验题
19.氮化铬具有高的硬度和良好的耐磨性,常用作薄膜涂层。实验室中,某化学小组在氮气的氛围下利用和制取三氯化铬,再用氨气与氯化铬制备,相关物质的性质如表所示,从下图选择合适装置完成实验(夹持装置略)。
物质
性质
浅绿至深绿色,熔点2266℃
无色油状液体,难溶于水,沸点76.8℃,易挥发
紫色单斜晶体,熔点为383℃,易升华,高温下易被氧气氧化,极易水解,不溶于乙醚
难溶于水,熔点1282℃
微溶于水,易水解,易与碱反应,沸点8.2℃
回答下列问题:
(1)制备:装置A中仪器M的名称是___________,制备时有光气生成,按气流从左到右的方向,上述装置的合理连接顺序为a→gh→___________→d,实验过程中为了形成稳定的气流,装置E采取的最佳措施是___________,装置E中长颈漏斗的作用是___________。
(2)制备:将实验所得的产品用乙醚洗涤、干燥处理后置于装置B的石棉绒上,选择乙醚洗涤晶体的原因是___________,按A→E→F→B→C→F气流方向进行实验,向装置A(不加热)的仪器M中加入碱石灰,分液漏斗中加入浓氨水,第二个装置F中添加的药品是___________,实验过程中,装置B和C之间导气管中有白色固体凝结,装置C中产生大量白烟,但制得的中往往含有少量杂质,则生成的化学方程式为___________。
(3)电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法,当被测离子浓度发生突跃,会导致电极电位突跃,从而确定滴定终点。化学小组利用电位滴定法测定市售三氯化铬(含)质量分数,操作步骤如下:称取市售三氯化铬mg,溶于盛有25.00mL蒸馏水的锥形瓶中,加入足量的甲醛,发生反应[与反应时,与相当]。摇匀、静置,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为。
①滴定实验时,选择指示剂的情况是___________(填“选甲基橙”、“选酚酞”或“不需指示剂”)。
②市售中的质量分数为___________%(用含有m、c、V的代数式表示,要求化简)。
九、有机推断题
20.化合物J是合成抑郁症药物的一种中间体,利用曼尼希(Mannich)反应合成K的路线如图所示:
已知:①曼尼希(Mannich)反应(R=烃基,H);
②或(R=烃基);
③Et代表乙基,属于芳香族化合物。
回答下列问题:
(1)化学名称是___________,F中所含官能团的名称是亚氨基、___________。
(2)B的结构简式为___________,B只有一个侧链且是六元芳香化合物的同分异构体数目有___________种。
(3)D→E需要在足量条件下进行,该化学方程式为___________,I→J的反应类型是___________。
(4)综合上述信息,写出由和制备的合成路线(其它试剂任选)。______
参考答案:
1.B
【详解】A.酿酒中粮食发酵,有元素的化合价变化,为氧化还原反应,故A不选;
B.溶洞中石笋和钟乳石的形成是由于碳酸钙的溶解在分解析出形成的,该过程中元素化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,故B选;
C.“将欲制之,黄芽为根”,指金属汞可以和硫磺发生反应得到硫化汞,反应是Hg+S=HgS,Hg和S化合价反应变化,该反应属于氧化还原反应,故C不选;
D.“锡中杂铅太多,入醋萃八九度,铅尽化灰而去”,铅与酸反应过程中Pb元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故D不选;
故选B。
2.C
【详解】A.白磷在空气中易自燃,所以实验用剩的白磷药品放回原试剂瓶,不能随意丢弃,否则会引发火灾,故A正确;
B.金属钠易与空气中的氧气和水蒸气反应,所以实验室中用石蜡油保存金属钠,隔绝金属钠与空气的接触,故B正确;
C.高锰酸钾具有强氧化性,会腐蚀橡胶塞,所以高锰酸钾固体保存在带玻璃塞的棕色广口瓶中,故C错误;
D.临近滴定终点时,应使滴定管的尖嘴接触锥形瓶内壁,使残余在滴定管的尖嘴的液体进入到锥形瓶中,减小实验误差,故D正确;
故选C。
3.A
【分析】X分别与Y、Z、M形成原子个数为3、6、4的分子,X为H元素;M的质量数为16,M为O元素、Y为S元素、Z为N元素。根据衰变方程,Q的质子数为9,Q是F元素。
【详解】A.H-的半径大于Li+,故A错误;
B.和都是氧气分子,故B正确;
C.同一周期中,第一电离能小于N的有Li、Be、B、C、O,共5种元素,故C正确;
D.S的非金属性小于O,还原性,故D正确;
选A。
4.C
【详解】A.碲化镉发电玻璃不属于新型导电金属材料,是一种结合了碲化镉和玻璃的新型复合材料,故A错误;
B.聚丙烯酸是由经加聚反应生成的混合物,故B错误;
C.生物材料PEF()是缩聚反应的产物,聚合度为2n,故C正确;
D.电绝缘树脂()是、HCHO和缩聚而成,故D错误;
故选C。
5.B
【详解】A.呋喃与的加成产物有 、 、 ,共三种,故A正确;
B.呋喃分子中含有一个氧原子,它可以作为氢键受体,与乙醇中的氢键供体部分相互作用,所以呋喃在乙醇中溶解度大于在苯中的溶解度,故B错误;
C.呋喃分子中含有9个键,四氢呋喃中含13个键,故C正确;
D.呋喃中含大键,呋喃中氧原子的孤电子对减少,所以键角:呋喃>四氢呋喃,故D正确;
选B。
6.D
【详解】A.把黑色的CuO也能溶解与稀硫酸溶液中,则将炽热黑色铜丝迅速伸入盛有待测试剂的试管中,铜丝变为亮红色,该待测试剂不一定是醇溶液,也可能是稀硫酸,故A错误;
B.制备晶体的方法是:向盛有CuSO4水溶液的试管中逐滴加入浓氨水至过量,边滴加边振荡,再加热至溶液出现晶膜,降温结晶、过滤,故B错误;
C.下层溶液呈紫红色,说明Cl2将KI氧化为I2;层溶液变为血红色,说明Cl2将FeCl2氧化为FeCl3,能够证明还原性:、,但不能证明,故C错误;
D.用pH计测定同浓度的溶液和溶液pH,:,说明ClO-的水解程度大于CH3COO-,则证明酸性:HClO< CH3COOH,故D正确;
故选D。
7.D
【详解】A.由结构简式可知,M分子中含有碳碳双键、羧基、氨基、硝基4种官能团,其中羧基和硝基为含氧官能团,故A正确;
B.由结构简式可知,M分子中苯环、碳碳双键、羧基、硝基是平面结构,则分子中可能共平面的原子数最多有23个,故B正确;
C.由结构简式可知,N分子与足量氢气加成后的结构简式中含有如图*所示的2个手性碳原子:,故C正确;
D.由结构简式可知,N分子羰基、硝基能与氢气反应,则1molN最多消耗5mol氢气,故D错误;
故选D。
8.D
【分析】由图可知,工业上常用铁粉去除酸性废水中重铬酸根离子的原理为原电池反应,加入铁粉时,铁为原电池的负极,水分子作用下,铁失去电子生成四氧化三铁和氢离子,四氧化三铁为正极,酸性条件下重铬酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成铬离子和水,总反应为9Fe+4Cr2O+32H+=3Fe3O4+8Cr3++16H2O,当原电池工作一段时间后,溶液中氢离子浓度减小,溶液pH增大,碱性条件下铁在负极失去电子发生氧化反应碱式氧化铁和水,水在正极得到电子生成氢气和氢氧根离子,氢氧根离子与铬离子反应生成氢氧化铬,总反应为2Fe+Cr2O+5 H2O=2FeOOH+Cr(OH)3+2OH—。
【详解】A.由图可知,充分反应后,还会有少量铁粉剩余,故A正确;
B.由分析可知,四氧化三铁为正极,酸性条件下重铬酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成铬离子和水,电极反应式为,故B正确;
C.由分析可知,当原电池工作一段时间后,溶液中氢离子浓度减小,溶液pH增大,碱性条件下铁在负极失去电子发生氧化反应碱式氧化铁和水,水在正极得到电子生成氢气和氢氧根离子,氢氧根离子与铬离子反应生成氢氧化铬,故C正确;
D.由分析可知,铁在原电池工作时转化为四氧化三铁和碱式氧化铁,则无法确定负极放电产物的物质的量,无法计算10L含0.1mol/L重铬酸根离子废水理论上消耗铁粉的质量,故D错误;
故选D。
9.A
【分析】冶炼钼的烟道灰加入空气、氢氧化钠,氧化铜、氧化铁不反应成为滤渣Ⅰ,铼、硅反应成为滤液;滤液通入二氧化碳将硅转化为硅酸沉淀,过滤得到NaReO4溶液,加入氯化铵得到NH4ReO4晶体,灼烧得到、,最终得到Re;
【详解】A.“滤渣Ⅰ”主要成分是氧化铜、氧化铁,A错误;
B.“滤液”经电解后产生的在调节pH中使用、在吸收过程中使用,故可循环使用,B正确;
C.过铼酸铵是白色片状晶体,微溶于冷水,溶于热水;先加热溶液再加入,经冰水冷却,可以过滤得晶体,C正确;
D.“操作Ⅱ”为灼烧操作,所需主要仪器有坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架等,D正确;
故选A。
10.D
【分析】由题意可知该电解池可以高效制备和,说H2O在M极得到电子生成H2和OH-,电极方程式为:,膜a是阳离子交换膜,Na+通过膜a进入M极,双极膜膜c输出,膜b是阴离子交换膜,SO通过膜b进入膜b和膜c之间的区域生成;H2O在N极失去电子生成O2和H+,电极方程式为:,膜f是阴离子交换膜,SO通过膜f进入N极,双极膜膜d输出OH-,膜e是阳离子交换膜,Na+通过膜e进入膜e和膜d之间的区域生成;以此解答。
【详解】A.由分析可知,H2O在M极得到电子生成H2和OH-,M为阴极,H2O在N极失去电子生成O2和H+,N极为阳极,则电势:N电极>M电极,故A正确;
B.由分析可知,双极膜膜c输出,膜a、膜e为阳离子,故B正确;
C.由分析可知,M极电极反应式为,故C正确;
D.由分析可知,N极电极方程式为,当电路中转移时,N极生成,同时在膜b和膜c之间的区域生成1mol,故D错误;
故选D。
11.C
【详解】A.稀硫酸与Zn反应生成氢气,氢气将③中浓盐酸压入④中,④中浓盐酸和Ca(ClO)2反应生成氯气,氯气进入⑤与氯化亚铁反应生成氯化铁,无法使⑤中试剂褪色,A错误;
B.浓氨水和碱石灰反应生成氨气,氨气易溶于水,无法将水压入④中,B错误;
C.双氧水在二氧化锰为催化剂的情况下分解生成氧气,氧气将饱和食盐水压入④中,饱和食盐水与CaC2反应生成乙炔,乙炔进入⑤中与浓溴水发生加成反应从而使浓溴水褪色,最后高锰酸钾吸收多余的乙炔,C正确;
D.盐酸与大理石反应生成二氧化碳,二氧化碳将浓硫酸压入④中,浓硫酸和NaCl反应生成HCl,HCl溶于高锰酸钾溶液但是不能使高锰酸钾溶液褪色,D错误;
故答案选C。
12.C
【分析】由题给流程可知,镍镉矿浆化后,在空气中加入稀硫酸酸浸,硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐,二氧化硅不与稀硫酸反应,过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣Ⅰ和滤液;向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH,经加热将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液;向滤液中加入镍,将溶液中铜离子转化为铜,过滤得到含有铜、镍的金属A和硫酸镍、硫酸镉的滤液;滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液;固体通入一氧化碳气化分离得到四羰基合镍和镉;四羰基合镍受热分解生成一氧化碳和镍,则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等。
【详解】A.由题意可知,浆化的目的是增大反应物的接触面积,加快酸浸反应速率,提高某些金属元素浸取率,故A正确;
B.由分析可知,向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH,经加热将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,则物质A可能为碳酸镍,故B正确;
C.由分析可知,金属A为铜、镍的混合物,故C错误;
D.由分析可知,该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等,故D正确;
故选C。
13.CD
【详解】A.由图可知,使用催化剂时的活化能小于使用催化剂时的活化能,则催化效果:催化剂高于催化剂,故A正确;
B.由图可知,催化时,,故B正确;
C.由图可知,使用催化剂时MS1和MS2的能量低于使用催化剂时的能量,能量越低越稳定,则催化剂比催化剂的产物更容易脱附,故C错误;
D.催化剂不会改变反应的热效应,不管使用哪种催化剂,的分解都是吸热反应,故D错误;
故选CD。
14.C
【详解】A.由图可知,M点钡离子浓度为2×10—4mol/L,由溶度积可知溶液中碳酸根离子浓度为=1.25×10—5mol/L,由碳酸的二级电离常数可知,溶液中氢离子浓度为,溶液中碳酸氢根离子浓度无法确定,所以无法计算x,故A错误;
B.由图可知,M点氢离子浓度小于N点,氢离子抑制水的电离,则M点水的电离程度大于N点,故B错误;
C.由图可知,M点钡离子浓度为2×10—4mol/L,由碳酸的二级电离常数可知,溶液中==,故C正确;
D.向N点溶液中加硫酸钠固体,溶液中硫酸根离子浓度增大,碳酸根离子和氢离子浓度不变,硫酸根离子与钡离子生成难溶的硫酸钡,钡离子浓度减小,碳酸钡的溶解平衡右移,温度不变电离常数不变,则新平衡时,钡离子浓度不变,所以N点坐标不可能移向P点,故D错误;
故选C。
15.CD
【分析】电极上氧气、铁离子发生还原反应,为阴极,则电极为阳极;
【详解】A.由分析可知,电极为阴极,则电极为阳极,电流流动方向:电极→电解质→电极,A正确;
B.转化为亚铁离子,亚铁离子和过氧化氢生成羟基自由基和铁离子,铁离子在反应前后没有改变,是该电芬顿工艺的催化剂,B正确;
C.过量的过氧化氢会氧化亚铁离子,导致生成的羟基自由基减少,使得降解去除废水中的持久性有机污染物的效率下降,故据图b可判断合适的电流强度范围为40mA左右,C错误;
D.反应中氧气转化为过氧化氢,苯酚转化为二氧化碳,根据电子守恒可知,,若处理苯酚(为0.1mol),理论上消耗标准状况下1.4mol氧气,体积为,D错误;
故选CD。
16.(1) (正)三角形 2
(2) 与形成的配离子还原性增强,同时与形成的配离子更加稳定,使反应容易发生
(3) () 4 3
【详解】(1)酞菁钴分子中N原子的价层电子对数均为3,其VSEPR模型为平面三角形;由分子结构图可知,一个酞菁钴分子中含有4个配位键,则1mol酞菁钴分子中含有个配位键;价电子排布式为3d7,单电子数目为3,基态原子中,与Co同周期且单电子数与相同的元素有V:3d34s2和As:4s24p3,共2种;
(2)不会将氧化为,而一定条件下能将氧化成,其原因是:与形成的配离子还原性增强,同时与形成的配离子更加稳定,使反应容易发生;配合物中Co3+与配体CN-之间形成6个配位键,即6个键,CN-之间是碳氮三键,一个CN-中含有1个键和2个键,因此6个之间有6个键,12个键,因此配合物中共有12个键和12个键,配合物中键和键数目比为1:1;
(3)已知C原子和D原子的核间距为n pm,晶胞参数为a pm、a pm、c pm。原子分数坐标可表示晶胞内部各原子的相对位置,A原子分数坐标为(0,0,0),则B原子的分数坐标为:();由晶胞图可知,晶胞中的分数坐标有4种;中与个数比为1:2,由图可知,周围与其等距离且最近的有6个,即的配位数为6,那么的配位数为3;晶胞中的个数为:;晶胞中的个数为:;晶胞参数为a pm、a pm、c pm,则晶胞的体积为;若和半径分别为和,则晶胞中所含原子的体积为:()pm3;则晶体的空间利用率=。
17.(1) 使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行
(2) 浓盐酸反应生成氯气,同时易挥发出污染环境 先加稀硫酸,再加双氧水
(3)、46℃
(4)17.2
(5) a c
【分析】氟碳铈矿“氧化焙烧”中转化为CeO2,加入稀硫酸,二氧化硅、CeO2成为滤渣Ⅰ,滤渣Ⅰ加入浓盐酸,CeO2转化为盐酸盐得到滤液Ⅱ,加入碳酸氢铵得到,焙烧得到;滤液Ⅰ含有铁离子、铝离子,在不引入新杂质的情况下,加入铁将三价铁转化为二价铁,加入氨水将铝转化为氢氧化铝沉淀得到滤渣Ⅲ,滤渣Ⅲ中加入硫酸和硫酸铵得到硫酸铝铵晶体;滤液Ⅲ含有亚铁离子,加入硫酸铵得到硫酸亚铁铵晶体;
【详解】(1)氟碳铈矿“氧化焙烧”中和水、空气中氧气高温生成CeO2、HF、CO2,反应中氧气中氧元素化合价由0变为-2、中Ce化合价由+3变为+4,根据电子守恒、质量守恒可知,反应化学方程式为,此时气体与矿料逆流而行进行投料,目的是使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行;
(2)浓盐酸具有挥发性,且会和CeO2反应氧化还原反应生成有毒的氯气,故溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是浓盐酸反应生成氯气,同时易挥发出污染环境,可用稀硫酸和双氧水代替,则加入试剂的顺序是首先加入稀硫酸酸化溶液,再加入双氧水;
(3)据图分析:沉铈时应选择最佳条件为、46℃,此时铈的沉淀率已经很高,若温度过高铈的沉淀率反而下降;
(4),经充分焙烧质量减少5.8t,根据化学方程式体现的关系可知,获得的质量为;
(5)由分析可知,滤液Ⅰ”中加入物质X和物质Y分别是铁、浓氨水,故选a、c;“滤渣Ⅲ”为生成的氢氧化铝沉淀,加入硫酸和硫酸铵制备硫酸铝铵晶体,反应为,,则加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为3:1。
18.(1)-49.5
(2) 40%(或0.4) 40%(或0.4) 66.7%(或或0.667) 或0.003或能转换成0.003
(3) CO、CH3OH选择性的和 增大(或变大)
【详解】(1)T1℃时,向恒压容器中充入0.2 mol CO2(g)和0.6 mol H2(g),若在该条件下只发生反应Ⅰ:,达平衡时,放出4 kJ能量,则加入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g),反应达到平衡时放出热量Q正==20 kJ;若向相同容器中充入0.4 mol CH3OH(g)和0.4 mol H2O(g),吸收11.8 kJ能量,则充入1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)反应达到平衡时吸收热量Q逆==29.5 kJ,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,当按照反应方程式的计量数加入物质时,正反应的转化率与逆反应的转化率的和为1,故反应Ⅰ的△H1=-(29.5kJ/mol+20 kJ/mol)=- 49.5 kJ/mol;
(2)根据三个反应方程式中物质反应转化关系可知:反应产生CO与H2O的量相等,则根据CO含量是5%可知反应Ⅲ产生H2O占5%;根据反应Ⅱ中物质反应转化关系可知反应产生10% CH3OCH3(g),会同时产生H2O占10%,消耗20%的CH3OH(g),此时容器中CH3OH(g)占5%,则反应Ⅰ产生CH3OH(g)为20%+5%=25%,同时产生H2O占25%,故该容器中水的含量为5%+10%+25%=40%(或写为0.4);
CO2气体参加三个化学反应,其中部分转化为CH3OCH3(g),部分转化为CH3OH(g)和CO(g),反应达到平衡时CH3OH(g)、CH3OCH3(g)和CO(g)体积分数分别为5%、10%、5%,根据转化关系可知:理论上反应产生CH3OCH3(g)的CO2的体积分数为5%+2×10%+5%,根据C原子守恒可知:每有2个CO2参加反应,理论上可制取1个 CH3OCH3(g),现在反应达到平衡时产生CH3OH(g)、CH3OCH3(g)和CO(g)体积分数分别为5%、10%、5%,则发生反应消耗CO2依次占5%、20%、5%,
反应Ⅲ.为放热反应,升高温度平衡正向移动,根据图中曲线可知,当A、B两直线相交时,,当温度降低时,增大,则,则A为lgk逆随的变化曲线,B为lgk正随的变化曲线,T2℃时,lgk正-lgk逆=lg=a-1-(a-0.7)=-0.3,K==10-0.3=0.50,对于反应Ⅰ,反应达到平衡时CH3OCH3(g)占10%,H2O占40%,CH3OH(g)和CO(g)体积分数均为5%,则CO2和H2的体积分数之和为1-10%-40%-5%-5%=40%,设CO2占x,则H2占40%-x,根据三段式有:
Kp==0.50,解得x=20%,根据C守恒,理论上CO2转化成CH3OCH3(g)的体积分数为20%+(5%+5%)+10%=25%,实际转化10%,则CH3OCH3(g)产率为;
CO2转化成CH3OCH3(g)的选择性为;
则对于反应反应Ⅰ的Kp==;
(3)①反应Ⅱ为放热反应,升高温度平衡逆向移动,CH3OCH3(g)选择性减小,则曲线A为CH3OCH3(g)选择性;反应Ⅱ的进行使部分CH3OH继续消耗,故CO2的转化率大于CO、CH3OH选择性的和,因此曲线C表示CO、CH3OH选择性的和;
②T1-T5温度之间,升高温度,反应Ⅰ、Ⅱ为放热反应,逆向移动,n(H2O)减小,反应Ⅲ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,但n(H2O)、n(CO)增加的量相等,故比值将增大。
19.(1) 蒸馏烧瓶 (76.8°C以上)水浴加热 平衡压强(调节的气体流速、检验后面装置是否堵塞)
(2) 除去表面的;降低的溶解损耗;乙醚易挥发,营造干燥环境 或
(3) 不需指示剂(或否)
【分析】制备无水氯化铬,反应原理为:;装置A中氯化铵和亚硝酸钠在加热的情况下产生氮气,通入装置F中的碱石灰进行干燥,装置E的锥形瓶中盛放的物质是CCl4,利用氮气和热水加热将四氯化碳转化为气态并将装置中的空气及水蒸气赶出,再点燃B处管式炉加热反应,为防止COCl2水解,装置B和D之间需要接入G中浓硫酸,防止水蒸气进入B装置中,一段时间后,先停止加热B,待冷却后继续通入一段时间的N2,将残余的COCl2赶入D中进行尾气吸收;制备为,反应原理为:;向装置A(不加热)的仪器M中加入碱石灰,分液漏斗中加入浓氨水制备氨气,利用碱石灰进行干燥,然后在装置B中与发生反应;
【详解】(1)装置A中仪器M的名称是蒸馏烧瓶;装置A中氯化铵和亚硝酸钠在加热的情况下产生氮气,通入装置F中的碱石灰进行干燥,装置E的锥形瓶中盛放的物质是CCl4,利用氮气和热水加热将四氯化碳转化为气态并将装置中的空气及水蒸气赶出,再点燃B处管式炉加热反应,为防止COCl2水解,装置B和D之间需要接入G中浓硫酸,防止水蒸气进入B装置中,一段时间后,先停止加热B,待冷却后继续通入一段时间的N2,将残余的COCl2赶入D中进行尾气吸收;故按气流从左到右的方向,上述装置的合理连接顺序为a→gh→ef→bc→ij→d;实验过程中为了形成稳定的气流,利用氮气和热水加热将四氯化碳转化为气态,装置E采取的最佳措施是:(76.8°C以上)水浴加热;装置E中长颈漏斗的作用是:平衡压强或调节的气体流速或检验后面装置是否堵塞;
(2)乙醚与均为有机溶剂,相似相溶,且题干中已知信息提示不溶于乙醚,因此选择乙醚洗涤晶体的原因是:除去表面的;降低的溶解损耗;乙醚易挥发,营造干燥环境;第二个装置F,有反应产生的HCl气体,可添加的药品是或;实验过程中,装置B和C之间导气管中有白色固体凝结,装置C中产生大量白烟,即有氯化铵生成,但制得的中往往含有少量杂质,则生成的化学方程式为:;
(3)①电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法,当被测离子浓度发生突跃,会导致电极电位突跃,从而确定滴定终点,因此,在进行滴定实验时,不需要指示剂;
②由反应[与反应时,与相当]可知,,即,,则市售中的质量分数为:。
20.(1) 丙烯酸乙酯或2-丙烯酸乙酯 碳氟键(或氟原子或碳卤键)、羟基
(2) 10
(3) 还原(反应)
(4)
【分析】根据已知②、D的结构简式,推知C为,由已知①中曼尼希反应,A为与HCHO、B反应生成C,故B的结构简式为,D与发生取代反应生成E,对比F、G的的结构简式可知,E发生水解反应生成F,F与发生加成反应生成G,推知F为,G与发生取代反应生成H,H在NaH条件下发生取代反应成环生成I,I发生还原反应生成J,J系列转化生成K。
【详解】(1)化学名称是丙烯酸乙酯或2-丙烯酸乙酯,F中所含官能团的名称是亚氨基、碳氟键(或氟原子或碳卤键)、羟基。故答案为:丙烯酸乙酯或2-丙烯酸乙酯;碳氟键(或氟原子或碳卤键)、羟基;
(2)B的结构简式为,B的芳香族同分异构体含有苯环()或吡啶环(),B的同分异构体只有一个侧链,若为苯环,侧链为CH3CH2NH2、CH3NHCH3失去1个氢原子形成的基团,依次有3种、2种,去掉B本身,该情况有4种;若为吡啶环,侧链只能为-CH2CH2CH3或-CH(CH3)2,与N原子分别有邻、间、对3种位置关系,符合条件的同分异构体共有4+3×2=10种,B只有一个侧链且是六元芳香化合物的同分异构体数目有10种。故答案为:;10;
(3)D→E需要在足量条件下进行,该化学方程式为,NaBH4是还原剂,I→J的反应类型是还原(反应)。故答案为:;还原(反应);
(4)根据信息②,还原生成,结合F→G→H→I的转化可知,与反应生成,然后与反应生成,最后在NaH条件下反应生成。‘故答案为:。
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