广东省惠州市2024届高三第一次调研考试化学试题(含解析)
展开广东省惠州市2024届高三第一次调研考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.惠州的特色产业发展离不开化学。下列过程中不涉及化学变化的是
A
B
C
D
锂离子电池工作
电解生产微孔铜箔
石化园区生产新型复合材料
大亚湾核电站利用核反应发电
A.A B.B C.C D.D
2.下列物质的化学用语正确的是
A.H2O2的电子式:
B.CO2的结构式:
C.中子数为18的原子:
D.基态碳原子的最外层电子排布图:
3.化学让生活更美好。下列事实与盐类的水解无关的是
A.用明矾净水 B.用热的纯碱溶液清洗油污
C.用稀盐酸清除铁锈 D.配制溶液时加入少量盐酸
4.检验黑木耳中铁离子的步骤为:灼烧黑木耳→加酸溶解→过滤→取滤液检验,所选择的装置(夹持装置已略去)或操作不正确的是
A.灼烧黑木耳
B.加酸后搅拌溶解
C.过滤得滤液
D.检验铁离子
A.A B.B C.C D.D
5.下列措施中,不能增大反应速率达到实验目的的是
A.铁和稀盐酸反应制氢气时,用铁粉代替铁片
B.常温下用浓硫酸代替稀硫酸与铝反应制氢气
C.乙酸和乙醇进行酯化反应时采取加热措施
D.H2O2分解制O2时加入少量MnO2
6.反应放热且产生气体,可用于冬天石油开采。设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.0.1mol中含有键数目为
B.18g中所含电子数目为
C.常温时,的溶液中所含的数目为
D.上述反应中,每生成0.1mol转移的电子数目为
7.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使淀粉-溶液变蓝的溶液:、、、
B.滴入酚酞呈红色的溶液:、、、
C.滴入苯酚显紫色的溶液:、、、
D.滴入甲基橙呈红色的溶液:、、、
8.下列现象与电化学腐蚀无关的是
A.铜锌合金(黄铜)不易被腐蚀
B.银质物品久置表面变黑
C.附有银制配件的铁制品其接触处易生锈
D.铁锅炒菜后未洗净擦干容易生锈
9.化学创造美好生活。下列生产活动与对应化学原理有关联的是
选项
生产活动
化学原理
A
家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢
白醋可用来消毒
B
实践活动:红酒中加入适量
具有漂白性
C
自主探究:以油脂为原料制肥皂
油脂在碱性条件下可发生水解反应
D
社区服务:用酒精对图书馆桌椅消毒
乙醇具有还原性
A.A B.B C.C D.D
10.合成布洛芬的方法如图所示(其他物质省略)。下列说法错误的是
A.X分子中所有原子可能共平面 B.Y的分子式为
C.X、Y都能发生加成反应 D.布洛芬能与碳酸钠溶液反应
11.X、Y、Z、W、P、Q为短周期元素,其中Y的原子序数最小,它们的最高正价与原子半径关系如图所示。下列说法正确的是
A.Y在元素周期表中位于p区 B.第一电离能:
C.氧化物对应水化物的酸性: D.电负性:
12.可逆反应NO2(g)+ CO(g) CO2(g)+ NO(g) 反应过 程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.1molNO2与1molCO混合经充分反应放热234 kJ
B.若反应开始时加入催化剂, 则使E1、E2都变大
C.正反应的活化能是134 kJ/mol
D.该反应的反应热⊿H = E2–E1
13.催化除去的机理如图所示,下列说法不正确的是
A.反应①~④均是氧化还原反应 B.反应②中碳氧双键未断裂
C.中碳原子采取杂化 D.上述机理总反应为
14.部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a的浓溶液与b可生成 B.通入紫色石蕊试液先变红后褪色
C.c在空气中燃烧生成 D.d既可被氧化,也可被还原
15.是一种弱碱,可与盐酸反应生成。下列叙述正确的是
A.常温时,0.1mol/L水溶液的
B.0.1mol/L水溶液加水稀释,升高
C.0.1mol/L水溶液中:
D.水溶液中:
16.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是( )
A.放电时,ClO4-向负极移动
B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-=2CO32-+C
D.充电时,正极反应为:Na++e-=Na
二、实验题
17.某小组在做铜与浓硫酸(装置如下图)的反应实验时,发现有如下的反应现象:
序号
操作
现象
①
加热
铜丝表面变黑
②
继续加热
有大量气泡产生,溶液变为墨绿色浊液,试管底部开始有灰白色沉淀生成。品红溶液褪色。
③
再加热
试管中出现“白雾”,浊液逐渐变为澄清,溶液颜色慢慢变为浅蓝色,试管底部灰白色沉淀增多
④
冷却,将灰白色固体倒入水中
形成蓝色溶液
【查阅资料】聚氯乙烯受热分解产生氯化氢,呈黄色,呈蓝色,两者混合则成绿色,铜的化合物中、、都为黑色,其中溶于盐酸;、不溶于稀盐酸,但溶于浓盐酸。
(1)铜丝与浓硫酸反应的化学方程式为 。
(2)试管中品红溶液褪色,体现的 性,浸溶液的棉团作用是 。
(3)甲组同学对实验中形成的墨绿色溶液进行探究,特进行下列实验:
操作
现象
Ⅰ组
直接取其铜丝(表面有聚氯乙烯薄膜)做实验
溶液变成墨绿色
Ⅱ组
实验前,先将铜丝进行灼烧处理
溶液变蓝
请解释形成墨绿色的原因: 。
(4)乙组同学对白雾的成分经检验为,请设计实验证明该白雾为硫酸: 。
(5)丙组同学进一步对灰白色沉淀通过加水溶解、过滤,最后沉淀为黑色,取其黑色沉淀,进行成分探究:滴加适量稀盐酸,则发现黑色沉淀几乎不溶解,溶液也不变蓝,则说明黑色沉淀中不含有 。滴加适量浓盐酸,振荡,加热,观察到黑色沉淀几乎完全溶解,生成呈略黄色的()。写出与浓盐酸反应的离子方程式: 。
(6)某工厂将热空气通入稀硫酸中来溶解废铜屑制备,消耗含铜元素80%的废铜屑240kg固体时,得到500kg产品,产率为 (结果保留两位小数)。
三、工业流程题
18.工业上,处理低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜()]常采用生物堆浸法。堆浸所得的溶液可用于制备绿矾()和胆矾()。相关流程如下图。
已知:①生物堆浸使用的氧化亚铁硫杆菌(T.f细菌)在1.0~6.0范围内可保持活性。
②金属离子沉淀的如下表。
开始沉淀时的
1.5
4.2
6.3
完全沉淀时的
2.8
6.7
8.3
(1)生物堆浸前,需先将矿石进行研磨,目的是 。
(2)生物堆浸过程的反应在T。f细菌的作用下进行,主要包括两个阶段,第一阶段的反应为:。第二阶段反应为继续被氧化转变成,反应的离子方程式为 。
(3)结合已知推断:生物堆浸过程中,应控制溶液的在 范围内。
(4)过程Ⅰ中,加入固体还原堆浸液中的,得到溶液X。为判断堆浸液中是否被还原完全,可取少量溶液X,向其中加入 试剂(填试剂的化学式),观察溶液颜色变化。
(5)过程Ⅱ中,用和稀硫酸处理后,完全溶解,用离子方程式表示的作用是 。
(6)绿矾的纯度可通过滴定法测定。取绿矾晶体,加适量稀硫酸溶解。用物质的量浓度为cmol/L的溶液滴定,滴定终点的判定方法是 。至恰好完全反应时,消耗溶液的体积为。绿矾品体质量分数的计算式为 。
四、原理综合题
19.为了实现碳达峰和碳中和目标,二氧化碳的高效利用成为研究的热点。和催化重整既能缓解温室效应的影响,又能为能源的制备开辟新的渠道。该重整体系涉及以下反应:
(a)
(b)
(c)
(d)
(1)根据盖斯定律,反应a的 。(写出一个代数式即可)
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列能说明反应到达平衡状态的是 (填序号)。
A.容器内混合气体的压强保持不变 B.容器中混合气体的密度保持不变
C. D.同时断裂1mol键和2mol键
②结合图1分析压强 (填“>”“<”或“=”),X和Y点正反应速率大小是: (填“>”“<”或“=”)。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则X点对应温度下的 (用含的代数式表示)。
(3)通过大量的研究、、三种双金属合金团簇可用于催化甲烷干法重整()反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,其中一步为甲烷逐步脱氢,三种催化剂催化甲烷脱氢过程的能量变化如图2所示:
①甲烷脱氢过程中决速步为 。(用反应方程式表示)
②甲烷脱氢过程中催化剂活性最好的是 。
五、有机推断题
20.化合物M是一种治疗抑郁症和焦虑症的药物,某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成化合物M的路线如下(部分反应条件省略):
已知:ⅰ)Ⅰ→Ⅱ的反应是原子利用率100%的反应,且化合物a能使的溶液褪色,
ⅱ)
(1)化合物Ⅰ中含有的官能团名称是 。
(2)化合物a的结构简式为 。
(3)下列说法正确的是_______。
A.在水中的溶解度比化合物Ⅰ小
B.1mol化合物Ⅰ与浓溴水反应,最多可以消耗2mol
C.化合物Ⅷ中含有2个手性碳原子
D.Ⅲ→Ⅳ的反应属于取代反应
(4)Ⅵ→Ⅶ的化学方程式为 。
(5)化合物Ⅷ有多种同分异构体,同时符合下列条件的有 种,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为9∶2∶2的结构简式为 。
ⅰ)含有一个苯环且苯环上有两个取代基;
ⅱ)其中一个取代基为硝基。
(6)根据上述信息,写出以苯酚为原料合成水杨酸(邻羟基苯甲酸)的路线 。(可使用本题中出现的有机试剂,无机试剂任选)
参考答案:
1.D
【详解】A.锂离子电池工作则内部发生氧化还原反应,将化学能转化为电能,A项涉及化学变化;
B.电解生产微孔铜箔工程中使得部分单质铜发生氧化反应溶解到电解质溶液中,B项涉及化学变化;
C.石化园区生产新型复合材料会发生聚合反应等,有新物质的生成,C项涉及化学变化;
D.核反应利用原子核裂变所释放出的热能进行发电,不是分子层次的变化,不属于化学变化,D项不涉及化学变化。
答案选D。
2.B
【详解】A.H2O2分子由H、O原子通过共价键构成,其结构式为H-O-O-H,电子式为 ,A不正确;
B.CO2的电子式为 ,则其结构式为 ,B正确;
C.Cl为17号元素,质子数为17,则中子数为18的Cl原子可表示为,C不正确;
D.基态碳原子的最外层电子排布式为2s22p2,则其最外层电子排布图为 ,D不正确;
故选B。
3.C
【详解】A.明矾水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附性可用于净水,与盐类水解有关,故A不选;
B.纯碱水解使溶液呈碱性,加热促进水解,碱性增强,有利于油脂发生水解,与盐类水解有关,故B不选;
C.铁锈中氧化铁与盐酸反应生成可溶性氯化铁,从而可用盐酸清楚铁锈,与盐类水解无关,故C选;
D.配制溶液时加入少量盐酸可抑制氯化铁水解,防止其变质,与盐类水解无关,故D不选;
故选:C。
4.D
【详解】A.在坩埚中灼烧黑木耳,故A正确;
B.加酸后搅拌加快溶解,故B正确;
C.过滤将不溶于水的物质除去,得滤液,故C正确;
D.检验铁离子时胶头滴管不能插入试管内,故D错误;
故选D。
5.B
【详解】A.用铁粉代替铁片,可增大铁和稀盐酸的接触面积,从而加快制氢气的反应速率,A不符合题意;
B.常温下,铝遇浓硫酸会发生钝化,不能制取氢气,B符合题意;
C.乙酸和乙醇发生酯化反应时,加热可增大反应物的能量,增大反应物分子发生有效碰撞的次数,从而加快反应速率,C不符合题意;
D.MnO2是H2O2分解制O2的催化剂,可加快反应速率,D不符合题意;
故选B。
6.C
【详解】A.氮气结构式为,1个氮气分子中含1个键和2个键,则0.1mol中含有键数目为,故A正确;
B.1个中含10个电子,则18g即1mol中所含电子数目为,故B正确;
C.溶液体积未知,不能确定的数目,故C错误;
D.由上述反应可知每生成1mol氮气转移3mol电子,则生成0.1mol转移的电子数目为,故D正确;
故选:C。
7.B
【详解】A.使淀粉-KI溶液变蓝的溶液有强氧化性,强还原性离子不能存在,故此溶液中S2-不能存在,A项不符合题意;
B.滴入酚酞变红的溶液显碱性,Na+、K+、CH3COO-、Cl-在碱性环境下均能存在,B项符合题意;
C.滴入苯酚显紫色的溶液含Fe3+,则能和Fe3+反应的离子则不能存在,而Fe3+和SCN-能反应,故不能共存,C项不符合题意;
D.滴入甲基橙呈红色的溶液显酸性,则能和H+反应的离子不能大量存在,而和H+能反应,故两者不能共存,D项不符合题意;
答案选B。
8.B
【详解】A.铜锌合金中,金属锌为负极,金属铜为正极,Cu被保护,不易被腐蚀,与电化学腐蚀有关,A不符合题意;
B.银质物品长期放置表面变黑是因为金属银和空气中二氧化硫、硫化氢发生反应生成硫化银的结果,属于化学腐蚀,与电化学腐蚀无关,B符合题意;
C.铁制品附有银制配件时,在接触处形成原电池,其中铁为负极,易生锈,和电化学腐蚀有关,C不符合题意;
D.铁、碳和电解质溶液构成原电池,Fe作负极失电子加速腐蚀,纯铁和电解质溶液发生化学腐蚀,所以生铁比纯铁更容易生锈,与电化学腐蚀有关,D不符合题意;
故选:B。
9.C
【详解】A.白醋清洗水壶中的水垢是利用其酸性溶解水垢中的碳酸钙,不涉及消毒原理,故A错误;
B.红酒中加入适量,是利用其还原性,作抗氧化剂,与漂白性无关,故B错误;
C.油脂在碱性条件下发生水解反应生成高级脂肪酸钠,高级脂肪酸钠可用于制造肥皂,故C正确;
D.酒精对图书馆桌椅消毒是因其能使蛋白质发生变性,与还原性无关,故D错误;
故选:C。
10.A
【详解】A.X分子中存在饱和碳原子,饱和碳原子与其所连4个原子之间为四面体结构,所有原子不可能都共面,A错误;
B.Y分子中含有13个C,16个H,2个O,故分子式为:C13H16O2,B正确;
C.X、Y中苯环能与氢气发生加成反应,X中碳碳三键、Y中碳碳双键均能发生加成反应,C正确;
D.布洛芬中含有羧基,能与碳酸钠反应,D正确;
故答案选A。
11.D
【分析】由题干图示信息可知,X为+1价,原子半径最大,故X为Na,Y为+2价,原子序数最小,Y为Be,Z为+4价,原子半径大于Y,故Z为Si,W为+5价,原子半径小于Y,W为N,P为+6价,则P为S,Q为+7价,则Q为Cl,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Y为Be,故Y在元素周期表中位于s区,A错误;
B.由分析可知,X为Na、Z为Si、P为S、Q为Cl,为同一周期元素,从左往右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能Cl>S>Si>Na即Q >P> Z>X,B错误;
C.由分析可知,Q为Cl、P为S、Z为Si,其最高价氧化物对应水化物的酸性为HClO4>H2SO4>H2SiO3即Q>P>Z,但不是最高价氧化物对应水化物的酸性则无此规律,如H2SO4>HClO,C错误;
D.由分析可知,Z为Si、P为S、Q为Cl,为同周期元素,随原子序数的增大电负性增强,电负性:Cl>S>Si,即,D正确;
故选:D。
12.C
【详解】A、此反应是可逆反应,不能完全进行到底,因此1molNO2与1molCO混合充分反应放出的热量小于234kJ,故A错误;
B、使用催化剂,降低活化能,E1和E2都降低,故B错误;
C、根据图象,正反应的活化能是134kJ·mol-1,故C正确;
D、反应物的总能量大于生成物的总能量,此反应是放热反应,△H<0,因此△H=E1-E2,故D错误;
答案选C。
13.A
【详解】A.反应④为,该反应没有元素的化合价发生变化,不是氧化还原反应,故A错误;
B.由图可知,反应②为,该过程中碳氧双键没有断裂,故B正确;
C.中碳原子价层电子对数为3,采取杂化,故C正确;
D.由图可知,该反应的机理是在作催化剂的条件下,O2和HCHO反应生成CO2和H2O,则总反应为HCHO+O2CO2+H2O,故D正确;
答案选A。
14.B
【分析】由图象可知,a为硫酸,b为硫化氢,c为硫单质,d为亚硫酸根,据此分析解题。
【详解】A.浓硫酸有强氧化性,可与H2S反应生成中间价态的S或SO2,A正确;
B.SO2通入紫色石蕊试液中,能变红,但不能褪色,B错误;
C.S在空气中燃烧只能生成,C正确;
D.SO中S为+4价,既可被氧化,也可被还原,D正确;
故选:B。
15.B
【详解】A.是强酸弱碱盐,微弱水解,0.1mol/L水溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L,,故A错误;
B.水溶液加水稀释,氢离子浓度减小,pH升高,故B正确;
C.水溶液中不水解,微弱水解,水解生成和,另外水电离出,溶液中粒子浓度:,故C错误;
D.根据物料守恒,故D错误;
故选:B。
16.D
【分析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的还原反应,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,充电可以看作是放电的逆反应,据此解答。
【详解】A. 放电时是原电池,阴离子ClO4-向负极移动,A正确;
B. 电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C,因此充电时释放CO2,放电时吸收CO2,B正确;
C. 放电时是原电池,正极是二氧化碳得到电子转化为碳,反应为:3CO2+4e−=2CO32-+C,C正确;
D. 充电时是电解,正极与电源的正极相连,作阳极,发生失去电子的氧化反应,反应为2CO32-+C-4e−=3CO2,D错误。答案选D。
【点睛】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理,掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键,注意充电与放电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神,落实了立德树人的教育根本任务。
17.(1)
(2) 漂白 吸收,防止污染空气
(3)聚氯乙烯受热分解产生氯化氢,氯化氢电离出的氯离子与铜离子形成(黄色),呈蓝色,两者混合则成墨绿色
(4)将白雾通入水中,取其部分,加入紫色石蕊试液变红;然后再加入盐酸酸化无明显现象,再加入氯化钡,有白色沉淀生成,则说明白雾为硫酸
(5)
(6)66.67%
【分析】铜和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,用品红溶液验证其漂白性,用NaOH溶液吸收有毒的二氧化硫,可抽动的铜丝能控制反应进程。
【详解】(1)铜和浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)品红溶液褪色,体现SO2的漂白性;SO2是酸性氧化物,能与碱液反应,则NaOH溶液的作用是吸收SO2,防止污染空气;
(3)形成墨绿色的原因:聚四氯乙烯受热分解产生氯化氢,溶于水产生的氯离子与铜离子形成[CuCl4]2-(黄色),[Cu(H2O)4]2+呈蓝色,两者混合则成墨绿色;
(4)将白雾通入水中,取其部分,加入紫色石蕊试液变红;然后再加入盐酸酸化无明显现象,再加入氯化钡,有白色沉淀生成,则说明白雾为硫酸;
(5)滴加适量稀盐酸,则发现黑色沉淀几乎不溶解,溶液也不变蓝即无Cu2+存在,则说明黑色沉淀中不含有CuO;已知CuS为黑色,能溶于浓盐酸,则适量浓盐酸与CuS反应生成黄色[CuCln]2-n(n=1~4),反应的离子方程式:CuS+2H++nCl-=[CuCln]2-n(n=1~4)+H2S↑。
(6)理论产量为750kg,故产率为66.67%。
18.(1)增大反应物的接触面积,加快生物堆浸的反应速率
(2)
(3)1.0到1.5
(4)
(5)CuS+H2O2+2H+=Cu2++2H2O+S
(6) 当滴加最后半滴高锰酸钾溶液时,溶液颜色变为浅红色,振荡,半分钟内不褪色
【分析】低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜(CuFeS2)含量较低]经过研磨后在微生物作用下进行堆浸,因生物堆浸使用的氧化亚铁硫杆菌(T.f细菌)在pH 1.0~6.0范围内可保持活性,并且Fe3+在pH为1.5时会发生沉淀,因此堆浸过程中保持pH在1.0~1.5,使CuFeS2与空气发生氧化还原反应,生成铜盐、铁盐、硫单质等,然后向堆浸液中加入还原剂将Fe3+还原,并将Cu2+转化为CuS,然后过滤得到FeSO4溶液和CuS固体,再向CuS中加入氧化剂和稀硫酸,将CuS转化为CuSO4,然后分别蒸发FeSO4溶液、CuSO4溶液得到绿矾、胆矾,以此解答。
【详解】(1)生物堆浸过程是固体与液体反应,将矿石进行研磨,可以增大反应物之间的接触面积,使化学反应速率加快;
(2)生物堆浸过程第二阶段的反应为Fe2+与O2之间发生氧化还原反应生成Fe3+,根据氧化还原反应化合价升降守恒、电荷守恒以及质量守恒可知,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
(3)由上述分析可知,生物堆浸过程中,应控制溶液的pH在1.0~1.5;
(4)判断堆浸液中Fe3+是否被还原完全,可取少量溶液X,向其中加入少量KSCN溶液,观察溶液是否呈血红色(或红色),若溶液呈血红色(或红色),则说明Fe3+未被还原完全,若无明显实验现象,则说明Fe3+被还原完全;
(5)H2O2具有强氧化性,CuS具有还原性,二者能够发生氧化还原反应生成CuO、S、H2O,CuO再与稀硫酸反应生成CuSO4、H2O,总反应离子方程式为CuS+H2O2+2H+=Cu2++2H2O+S;
(6)用物质的量浓度为cmol/L的溶液滴定,滴定终点的判定方法是当滴加最后半滴高锰酸钾溶液时,溶液颜色变为浅红色,振荡,半分钟内不褪色;FeSO4与酸性KMnO4溶液反应中,Fe2+被氧化为Fe3+,KMnO4被还原为Mn2+,根据氧化还原反应化合价升降守恒可知,二者关系式为:5FeSO4~KMnO4,滴定过程中消耗n(KMnO4)=cmol/L×V×10-3L=10-3cVmol,则n(FeSO4)=n(FeSO4•7H2O)=5×10-3cVmol,m(FeSO4•7H2O)=5×10-3cVmol×278g/mol=1.39cVg,绿矾晶体质量分数为×100%=。
19.(1)或或或
(2) A < <
(3)
【详解】(1)根据盖斯定律,有或或或。
(2)①A.该反应气体反应物系数之和小于气体生成物系数之和且发生在恒容容器中,容器内混合气体的压强保持不变说明混合气体组成不变,能说明反应到达平衡状态;
B.容器中混合气体的质量和体积不变,故密度恒定不变,不能说明反应到达平衡状态;
C.根据化学计量数关系,反应过程中消耗(生成)CO2的速率始终等于消耗(生成)CH4的速率,即存在V(CO2)正(逆)=V(CH4)正(逆),不能说明反应到达平衡状态,若消耗(生成)CO2的速率始终等于生成(消耗)CH4的速率,即V(CO2)正(逆)=V(CH4)逆(正),则可说明反应到达平衡状态;
D.反应过程中每断裂2molH-H键则生成4molC-H键,同时断裂1molC−H键和2molH−H键表明正逆反应速率不相等,不能说明反应到达平衡状态。
选择A项。
②等温下压强为P1时CH4的平衡转化率更高,则说明P1<P2。X点时CH4的平衡转化率更高,说明X点的反应物浓度低于Y点,故反应速率v(X)正<v(Y)正。
③在X点CH4的平衡转化率为50%,则在X点混合气体中n(CH4)=0.1mol,n(CO2)=0.1mol,n(CO)=0.2mol,n(H2)=0.2mol,混合气体总的物质的量为,故Kp= 。
(3)①决速步为活化能最大的步骤,根据图示,可知甲烷脱氢过程中决速步为。
②根据图示三种催化剂中Pt12Ni能最大程度降低反应的活化能,故该催化剂活性最好。
20.(1)羟基,醚键
(2)
(3)AD
(4)
(5) 12
(6)
【分析】Ⅰ→Ⅱ的反应是原子利用率100%的反应,且化合物a能使的溶液褪色,化合物a为,与化合物a发生加成反应得到,根据信息ⅱ),Ⅲ为,与HCl发生取代反应生成,Ⅳ与CH2=CHCN反应生成,Ⅴ在酸性条件下水解生成,Ⅵ与氢气发生加成反应生成,Ⅶ中羧基被氨基取代得到Ⅷ,经过一第列变化生成M。
【详解】(1)化合物Ⅰ中含有的官能团名称是羟基,醚键。故答案为:羟基,醚键;
(2)Ⅰ→Ⅱ的反应是原子利用率100%的反应,且化合物a能使的溶液褪色,与化合物a发生加成反应得到,化合物a的结构简式为。故答案为:;
(3)A. 化合物Ⅰ中含有酚羟基,能与水分子形成分子间氢键,在水中的溶解度比化合物Ⅰ小,故A正确;
B. 1mol化合物Ⅰ与浓溴水反应,中酚羟基的邻对位均可与溴发生取代反应,最多可以消耗3mol,故B错误;
C. 化合物Ⅷ中含有1个手性碳原子,与氨基相连的碳为手性碳,故C错误;
D. Ⅲ为,与HCl发生取代反应生成,Ⅲ→Ⅳ的反应属于取代反应,故D正确;
故答案为:AD;
(4),Ⅵ与氢气发生加成反应生成,Ⅵ→Ⅶ的化学方程式为。故答案为:;
(5)化合物Ⅷ有多种同分异构体,ⅰ)含有一个苯环且苯环上有两个取代基;ⅱ)其中一个取代基为硝基,余下4个饱和碳,丁基有4种,苯环上硝基的邻间对位有3种,共有4×3=12种;同时符合条件的有12种,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为9∶2∶2的结构简式为。故答案为:12;;
(6)根据上述信息,经Ⅰ到Ⅲ过程为模型,以苯酚为原料先与化合物a发生加成反应得到,再根据Ⅱ到Ⅲ条件得到,第三步醛基的氧化条件合理即可(使用O2、银氨溶液、新制氢氧化铜均可)可有不同的路线,合成水杨酸(邻羟基苯甲酸)的路线。故答案为:。
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