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2024年高考化学考前信息必刷卷02(浙江专用)(Word版附解析)
展开化 学
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
化学选考试题以党的二十大精神为指导,坚持“为党育人、为国选才”的方针,发挥“立德树人、服务选才、引导教学”的核心功能,严格遵循《普通高中化学课程标准》(2017年版2020年修订)的考核要求。与往年相比,2024年最大的变化是,大多理工农医类专业对选考科目提出了要求——必须选考物理和化学,这导致学生中选择“物化”组合的人数增加,尤其报考化学的人数增幅明显。试题将充分考虑考生实际,教考衔接,服务“双减”、促进学生素养提升。既满足高校选拔人才的需要,又对高中化学教育教学起到正向引导作用。
精心设计真实情境的具体问题,彰显学科社会价值;聚焦主干知识,重视信息迁移能力,体现化学学科价值。试题在考试内容、情境选择、关键能力等方面强化综合性。在考试内容方面,第15题体现了反应原理模块内知识的融合,第13、14、17、18题强化了不同模块间内容的整合。在情境选择方面,第19题以H2S脱硫技术为情境载体,在电化学、热化学、优化的热化学三种制备方法的复杂情境下,结合图表、数据,运用化学反应原理进行定性定量分析,测评学生真实学业水平。在关键能力方面,第20题创设学生陌生的真实实验情境,考查学生触类旁通、举一反三的能力。以上各方面的综合,旨在打通知识、能力、素养之间的通道,测评学生综合运用知识解决问题的能力水平。第21以新药依匹哌唑的合成路线为载体,问题设计从易到难,层层递进,考查考生不同的认识角度和思维水平,体现试题的基础性和综合性,具有很好的区分度,可以积极引导考生从怪、假的题海中走出来,实现选才功能。
可能用到的相对原子质量: H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Si:28 P;31 S;32 Cl:35.5 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Ag:108 I:127 Ba:137
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列食品添加剂属于有机物的是( )
A.小苏打B.食盐C.维生素CD.二氧化硫
【答案】C
【解析】A项,小苏打是 NaHCO3,属于钠盐,A错误; B项,食盐是NaCl ,属于钠盐,B错误;C项,维生素C为含碳化合物,属于有机物,C正确; D项,二氧化硫是氧化物,D错误;故选C。
2.KI3是一种重要的盐,其水溶液中存在平衡:I2+I-I3-。下列说法不正确的是( )
A.KI3溶液中加入淀粉溶液,溶液显蓝色
B.KI3溶液呈棕褐色溶液,加入CCl4后,振荡,上层溶液显紫红色
C.KI3溶液中滴加少量Na2SO3溶液,溶液酸性增强
D.利用溶液可以除去硫粉中的少量碘单质
【答案】B
【解析】A项,存在I2+I-I3-平衡,因此溶液中是存在碘单质的,淀粉遇碘单质变蓝色,故A正确;B项,四氯化碳的密度比水大,显紫色的在下层,故B错误;C项,发生I2+SO32-+H2O=2H++SO42-+2I-有大量氢离子生成,溶液酸性增强,故C正确;D项,加入足量的KI溶液,I2+I-I3-平衡正向移动,而硫粉不溶于水,可以除去少量碘单质,故D正确;故选B。
3.下列化学用语表示正确的是( )
A.用电子式表示HCl的形成过程:
B.基态Fe原子的价层电子轨道表示式:
C.邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
D.的VSEPR模型:
【答案】D
【解析】A项,HCl是共价化合物,H原子和Cl原子通过电子对的共用形成共价键,故用电子式表示形成过程为,A错误;B项,Fe是26号元素,基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,价层电子轨道表示式为:,B错误;C项,用氢键表示法表示邻羟基苯甲醛分子内氢键为,C错误;D项,NH3中心原子 N 有 3 个σ键,孤电子对数为=1 ,价层电子对数为 4,VSEPR 模型为四面体形,D正确;故选D。
4.氮及其化合物的相互转化对生产生活意义重大。NH3可发生如下转化:
下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ同时可生成副产物,可用作氮肥
B.若试剂是NaClO,其还原产物为NaCl
C.过程Ⅲ若有3mlHN3生成,则转移20ml电子
D.试剂B具有氧化性
【答案】C
【解析】A项,过程Ⅰ的化学方程式为4NH3+COCl2=CO(NH2)2+2NH4Cl,故A正确;B项,根据CO(NH2)2氮价态为-3价,N2H4氮元素价态为-2价,试剂A具有氧化性,若试剂A是NaClO,其还原产物为NaCl,故B正确;C项,N2H4+HNO2=HN3+2H2O,每生成3mlHN3,则转移10ml电子,故C错误;D项,根据NH2OH氮价态为-1价,NH3氮元素价态为-3价,试剂B具有氧化性,故D正确。故选C。
5.常温下,下列离子在指定条件下的溶液中一定可以大量共存的是( )
A.pH=7的溶液:K+、Na+、Cl-、SO32-
B.加入淀粉溶液后会变蓝色的溶液:K+、Na+、S2-、Cl-
C.pH=12的溶液: K+、Na+、SO42-、HSO3-
D.滴加盐酸有气泡产生的溶液:Na+、Cl、NO3-、K+
【答案】A
【解析】A项,pH=7的溶液为中性:中性溶液中K+、Na+、Cl-、SO32-相互不反应,能共存,A选;B项,加入KI-淀粉溶液后会变蓝色的溶液说明生成的碘单质,则存在氧化性物质,氧化性物质能和还原性的硫离子发生氧化还原反应,不共存,B不选;C项,pH=12的溶液为含有大量氢氧根离子,氢氧根离子和亚硫酸氢根离子生成水和亚硫酸根离子,不共存,C不选;D项,滴加盐酸有气泡产生的溶液,可能含有强氧化性的物质使得盐酸中氯离子生成氯气,则溶液中氯离子不能存在,D不选;故选A。
6.“吹出法”是工业上常用的一种海水提溴技术,其流程如下,下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ:加入酸酸化可提高Cl2的利用率
B.步骤Ⅱ、Ⅲ:目的是富集溴元素,在吹出塔和吸收塔中完成
C.步骤Ⅳ:采用水蒸气将液溴蒸出
D.步骤Ⅴ:采用萃取分液得到液溴
【答案】D
【解析】A项,步骤Ⅰ中,先将海水酸化,再通入氯气将溴离子氧化为溴单质,是由于氯气和生成的溴单质都与水反应,如Cl2+H2OHCl+HClO,加酸酸化可抑制氯气、溴单质与水反应,节约了氯气,得到更多溴单质,步骤Ⅰ中加酸酸化可提高Cl2的利用率,A正确;B项,步骤Ⅱ、Ⅲ的目的是富集溴元素,在吹出塔和吸收塔中完成,B正确;C项,步骤Ⅳ利用溴易挥发,采用水蒸气将液溴蒸出,C正确;D项,步骤Ⅴ应该是冷凝得到液溴,D错误;故选D。
7.下列对物质性质解释合理的是( )
【答案】C
【解析】A项,气体分子之间距离太大,此时分子间氢键不存在,A错误;B项,晶体硅和碳化硅都不是分子,不存在分子间作用力,B错误;C项,酸性F-CH2COOH>Cl-CH2COOH是因为电负性:F>Cl,C正确;D项,Br2的熔点较高是因为其分子间作用力较大,D错误。故选C。
8.利用下列实验装置能完成相应实验的是( )
【答案】A
【解析】A项,苯不能与氢氧化钠溶液反应,溴能与氢氧化钠溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,则题给装置能达到除去苯中溶解的溴的实验目的,A正确;B项,溴水具有氧化性能腐蚀橡胶,不能用碱式滴定管盛装,应用酸式滴定管盛装,B错误;C项,氨气极易溶于水,则题给装置不能用达到用排水法测量氨气体积的实验目的,C错误;D项,用浓酸和二氧化锰制备氯气,应在加热条件下进行,D错误。故选A。
9.下列说法不正确的是( )
A.红外光谱可以测定未知有机物中所含的化学键和官能团
B.网状结构酚醛树脂是由过量苯酚与甲醛发生缩聚反应制得
C.蛋白质溶液遇到饱和溶液,有固体析出,该过程叫盐析
D.可用饱和碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
【答案】B
【解析】A项,红外光谱仪能测定出有机物的官能团和化学键,故A正确;B项,网状结构酚醛树脂是由苯酚与过量甲醛发生缩聚反应制得,故B错误;C项,蛋白质溶液遇到饱和(NH4)2SO4溶液,溶解度降低,有固体析出,该过程叫盐析,故C正确;D项,乙醇溶于饱和碳酸钠溶液,乙酸和饱和碳酸钠反应放出气泡,乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液,可用饱和碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯,故D正确;故选B。
10.下列离子方程式正确的是( )
A.向CuSO4溶液中加入过量氨水:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
B.甲醛发生银镜反应:HCHO+4[Ag(NH3)2]OH2NH4++CO32-+4Ag↓+6NH3+2H2O
C.向草酸溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液:5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O
D.向NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2溶液:HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
【答案】C
【解析】A项,向CuSO4溶液中加入过量氨水会生成[Cu(NH3)4]2+,Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O,故A错误;B项,甲醛发生银镜反应:HCHO+4[Ag(NH3)2]++4OH-2NH4++CO32-+4Ag↓+6NH3+2H2O,故B错误;C项,向草酸溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液生成二氧化碳:5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O,故C正确;D项,离子方程式中按少量的定系数,向NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2溶液:2HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+CO32-,故D错误;故选C。
11.富马酸(可发生如下转化,下列说法不正确的是( )
A.富马酸分子中最多有12个原子共平面
B.X的结构简式为
C.X、Y在水中的溶解度小于富马酸
D.聚合物Z的链节为
【答案】C
【解析】A项,形成碳碳双键的两个H原子及羧基中的碳原子一定共平面,羧基中两个氧原子与碳碳双键中的碳原子一定共平面,旋转单键,富马酸12个原子可全部共平面,A项正确;B项,富马酸含有碳碳双键,与水发生加成反应,X的结构简式为,B项正确;C项,X含有羟基,Y属于钠盐,溶解度大于富马酸,C项错误;D项,富马酸与乙二醇发生缩聚反应,链节为,D项正确;故选C。
12.已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素,B的价电子层中有3个未成对电子,C的最外层电子数是其内层电子数的3倍,D与C同族,E元素原子最外层只有一个电子,其余轨道全部充满。下列说法正确的是( )
A.氢化物的稳定性:B
C.A、B、C三种元素形成的化合物一定显酸性
D.D和E的单质混合加热生成ED
【答案】B
【解析】已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素,则A为H,C的最外层电子数是其内层电子数的3倍,则C为O,B的价电子层中有3个未成对电子且原子序数小于O,则B 的基态核外电子排布式为: 1s22s22p3,为N, D与C同族,则D为S,E元素原子最外层只有一个电子,其余轨道全部充满,则E基态核外电子排布式为: 1s22s22p63s23p63d104s1,为Cu。A项,非金属性越强,简单氢化物越稳定,但N和O的氢化物均不止一种,难以比较N和O的氢化物的稳定性,A错误;B项,同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,元素电负性:C>B>D>A,即O>N>S>H, B正确;C项,A、B、C三种元素形成的化合物有多种,不一定显酸性,例如NH3·H2O呈碱性,C错误;D项,硫单质具有的氧化性较弱, D和E的单质混合加热生成E2D即Cu2S,D错误;故选B。
13.内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景,其基本工作原理(以CH4为原料,熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是( )
A.b极为正极,发生还原反应
B.电子流向:a极→导线→b极→电解质→a极
C.a极电极反应为CH4- 8e- +4CO32-=5CO2+2H2O
D.该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜
【答案】A
【解析】由装置可知a电极上CO和H2失电子生成CO2和H2O,则a极为负极,b极为正极,b电极上O2得电子结合CO2生成CO32-,CH4和水反应生成CO和H2。A项,由以上分析可知b极为正极,得电子发生还原反应,故A正确;B项,电子不经过电解质,故B错误;C项, a极反应物不是甲烷,故C错误;D项,熔融碳酸盐为电解质,故隔膜允许碳酸根离子通过,为阴离子交换膜,故D错误;故选A。
14.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。下列说法不正确的是( )
A.在Pt-HY界面因反应活化能降低使H2迅速参与反应
B.反应过程中有非极性键的断裂和生成
C.Pt原子表面上发生的反应有:N+N=N2、2H+O=H2O、NO+N=N2O、3H+N=NH3
D.若1mlNO在催化剂表面参与反应,转移的电子数为2NA
【答案】D
【解析】A项,Pt-HY是氢气还原NO的催化剂,在Pt-HY界面上,降低了反应的活化能,从而使H2迅速参与反应,A正确;B项,从图中可以看出,反应过程中有O=O键、H-H键等非极性键的断裂,有N≡N键的生成,B正确;C项,从图中可以看出,在左侧的Pt原子表面,发生的反应有:2H+O=H2O、NO+N=N2O,在右侧的Pt原子表面,发生的反应有N+N=N2、3H+N=NH3,C正确;D项,从左侧Pt表面可以看出,发生反应2NO+H2N2O+H2O,反应中转移电子的数目为2e-,则1mlNO在催化剂表面参与反应,转移的电子数为NA,D不正确;故选D。
15.草酸钙是常见的难溶物,将过量草酸钙粉末置于水中达到溶解平衡: CaC2O4(s)Ca2+ (aq)+ C2O42- (aq),已知25℃,Ksp(CaC2O4)= 4.0×10-8,H2C2O4的电离常数Ka1=5.0×10-2,Ka2=5.4×10-5。下列有关说法正确的是(均在25℃的条件下) ( )
A.上层清液里含碳微粒最主要以C2O42-形式存在
B.0.1mlCaC2O4固体可全部溶于1L0.2ml/LHCl溶液中
C.将CaC2O4加到①0.1ml/LCaCl2,②0.01ml/LCaCl2两种溶液中,c(Ca2+):①<②
D.向上层清液里通入HCl至pH=1,则: 2c(Ca2+)-2c(C2O42-)-c(HC2O4-)-c(OH―)=0.1 ml·L-1
【答案】D
【解析】A项,草酸钙是常见的难溶物,将过量草酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:CaC2O4(s) = Ca2+ (aq) + C2O42- (aq),上层清液中含碳微粒最主要以C2O42-形式存在,A正确;B项,上层清液中存在物料守恒:c(Ca2+) = c(C2O42-) + c(HC2O4-)+ c( H2C2O4),B正确;C项,H2C2O4加入CaCl2溶液时,加入适量醋酸钠粉末,醋酸钠水解显碱性抑制草酸电离,有利于生成CaC2O4沉淀,C正确;D项,向上层清液中通入HCl至pH=1,则:2c(Ca2 +)-2c(C2O42-) - c(HC2O4-)=c(OH-)=10-13ml/L,D错误;故选D。
16.探究氮族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
【答案】A
【解析】A项,浓硝酸具有强氧化性,能将铜单质氧化物铜离子而自身被还原为二氧化氮,此实验的方案设计、现象和结论都正确,A符合题意;B项,检验时,应滴加浓NaOH溶液并加热,才能让生成的一水合氨分解得到NH3,才能使湿润红色石蕊试纸变色,因此由该实验现象不能说明该固体试样中一定不存在NH4+,B不符合题意;C项,制备银氨溶液应往2% AgNO3溶液中滴入2%的氨水,才会出现先产生沉淀后沉淀溶解的现象,C不符合题意;D项,NO2和O2均能使带火星的细木条复燃,因此木条复燃不能证明硝酸铜分解生成了氧气,D不符合题意;故选A。
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
17.(10分)物质的组成与结构决定物质的性质与变化。请回答:
(1)有如下反应: (氯化苯重氮盐),NO的空间结构名称为______,产物中两个氮原子直接相连,其中与碳原子直接相连的N原子的杂化轨道类型是_____。
(2)MgCl2的熔点比BeCl2高的原因是______。
(3)下列叙述正确的是______。
A.电离一个电子所需最低能量:Mg+(g)<Al+(g)
B.键角大小:H3O+<H2O
C.沸点:邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸
D.pKa:CF3COOH<CH3COOH
(4)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。该物质的晶体类型是_____,该化合物的化学式为______。
【答案】(1) V形或角形(1分) sp(1分)
(2)MgCl2是离子晶体,BeCl2分子晶体,熔化时前者克服离子键,后者克服分子间作用力,离子键比分子间作用力强(2分)
(3)AD(2分) (4)离子晶体(2分) H3S(2分)
【解析】(1)NO2-中N和O成键,且有两个未成键电子,所以空间结构名称为V形;产物中两个氮原子直接相连,其中与碳原子直接相连的N原子有两个σ键,其杂化轨道类型是sp杂化;(2)MgCl2是离子晶体,BeCl2分子晶体,熔化时前者克服离子键,后者克服分子间作用力,离子键比分子间作用力强,所以MgCl2的熔点比BeCl2高;(3)A项,Mg+(g)最外层电子为3s1,3s轨道为半满;Al+(g)最外层电子为3s2,3s轨道为全满,所以电离一个电子所需最低能量:Mg+(g)<Al+(g);故A正确;B项,H3O+中只有一对孤电子对,H2O中有2对孤电子对,孤电子对越多,排斥力越大,键角越小;因此键角大小:H3O+>H2O;故B错误;C项,邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键,使熔沸点偏低;而对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键,使熔沸点偏高,所以沸点:邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸;故C错误;D项,吸引电子能力:F>H,所以酸性CF3COOH>CH3COOH;pKa值是越小酸性越强;所以pKa:CF3COOH<CH3COOH;故D正确;故选AD。(4)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,根据其超导性质,推断其由阴阳离子构成,所以该晶体类型为离子晶体;由晶胞结构可知,S原子处于晶胞的体心和顶点,晶胞中含有个S原子,H原子属于棱边的中点与面心,晶胞中含有H原子数目为;该化合物的化学式为H3S。
18.(10分)亚硝酰氯(NOCl)是有机药物制备的重要试剂,可按以下流程合成和利用。
已知:亚硝酰氯有毒,沸点-5.5℃,分子中各原子均满足8电子稳定结构。
请回答:
(1)NOCl的电子式为 ,化合物X的结构简式为 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.NOCl中的氮元素呈正价
B.NOCl分子的空间结构为V形
C.化合物X的沸点低于氯乙酰胺()
D.工业上可以用蒸馏水吸收多余的NOCl,防止污染环境
(3)已知浓盐酸和浓硝酸混合配制王水时也会产生亚硝酰氯,写出该反应的化学方程式 。
(4)设计实验验证化合物X中含有Cl元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 。
【答案】(1) (1分) ONCH2CH2Cl(1分) (2)ABC(2分)
(3)HNO3+3HCl(浓)=NOCl↑+Cl2↑+2H2O(2分)
(4)将化合物X与氢氧化钠的水溶液共热,充分反应后滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则证明化合物X中含有Cl元素(2分)
ONCH2CH2Cl+NaOHONCH2CH2OH+NaCl;NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3(2分)
【解析】(1)①由于亚硝酰氯分子中各原子均满足8电子稳定结构,所以N原子与O原子形成2对共用电子对,N原子与Cl原子形成1对共用电子对,电子式为:;②化合物X由乙烯与等物质的量的亚硝酰氯发生加成反应得到,结构简式为:ONCH2CH2Cl。(2)A项,NOCl中氧元素为-2价,氯元素为-1价,氮元素为+3价,所以氮元素呈正价,A项正确;B项,NOCl的结构式为O=N-Cl,中心N原子上有一对孤电子对,所以价层电子对数为3,其分子的空间结构为V形,B项正确;C项,氯乙酰胺可形成分子间氢键,化合物X不能形成氢键,所以化合物X的沸点低于氯乙酰胺,C项正确;D项,NOCl与水反应生成HCl和亚硝酸,亚硝酸易分解出NO,所以不可以用蒸馏水吸收多余的NOCl,D项错误;故选ABC。(3)浓盐酸和浓硝酸混合配制王水时会产生亚硝酰氯,氮元素化合价降低,作氧化剂,则氯元素会被氧化成氯气,反应方程式为:HNO3+3HCl(浓)=NOCl↑+Cl2↑+2H2O。(4)应先将化合物X中的氯原子转化为氯离子,再检验氯离子的存在,检验方法为:将化合物X与氢氧化钠的水溶液共热,充分反应后滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则证明化合物X中含有Cl元素;实验过程成涉及的方程式为化合物X在氢氧化钠水溶液中的取代反应,以及生成的氯化钠与硝酸银的反应,反应方程式如下:ONCH2CH2Cl+NaOHONCH2CH2OH+NaCl;NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3。
19.(10分)能源关系着人类的生存和发展,石油最为常见的化石能源在能源供应方面发挥着极其重要作用,但在石油工业中的生产中各个环节(如钻井、井下、采油(采气)作业、油气输送和炼制)中普遍会产生硫化氢等废气,H2S脱硫技术是当前的重点研究方向。回答下列问题:
(1)某科研小组将微电池技术用于去除废气中的H2S,其装置示意图如图二,主要反应:2Fe+2H2S+O2=2FeS+2H2O (FeS难溶于水),室温时,Ph=7的条件下,研究反应时间对H2S的去除率的影响。
装置中微电池负极的电极反应式为 。
(2)1883年英国化学家Claus开发了H2S氧化制硫的方法,即: ,20世纪30年代,德国法本公司将H2S的氧化分两阶段完成。
第一阶段反应为 ;
第二阶段反应为 。
(3)热解H2S制H2。根据文献,将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料,另一边出料),发生如下反应:
I 2H2S(g)2H2(g)+S2 (g) ΔH1=170kJ·ml−1
II CH4(g)+S2 (g)CS2(g)+2H2(g) ΔH2=64kJ·ml−1
总反应:III CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)
投料按体积之比V(H2S):V(CH4)=2:1,并用N2稀释,常压,不同温度下反应相同时间后,测得H2和CS2体积分数如下表:
①反应II能自发进行的条件是 。
②下列说法正确的是 。
A.其他条件不变时,温度越高,H2S的转化率越高
B.断裂键的同时断裂键,说明反应I已达平衡状态
C.恒温恒压下,增加N2的体积分数,H2的浓度升高
D.在,常压下,保持通入的H2S体积分数不变,提高投料比[V(H2S):V(CH4)],H2S的转化率不变
③在、反应条件下,只充入H2S和气体进行H2S热分解反应。已知反应一开始,,平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,则平衡常数Kp= kPa。[对于气相反应,用某组分的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作Kp,如,为平衡总压强,为平衡系统中的物质的量分数]。
(4)栲胶脱硫技术是我国独创的湿法催化氧化脱硫技术,被广泛应用于国内。栲胶脱硫技术机理如下,请在横线上补全第二步:
① H2S+ Na2CO3→NaHS+ NaHCO3
② 。
③Na4V4O9+2NaOH+H2O+栲胶(醌态) →4 NaVO3+栲胶(酚态)
④栲胶(酚态)+O2→栲胶(醌态)+2H2O
⑤NaOH + NaHCO3→Na2CO3+H2O
总反应:2H2S+ O2→2S↓+ 2H2O
【答案】(1) Fe-2e-+H2S= FeS+2H+(1分)
(2) -96.1(2分) (3)高温(1分) AD (2分) (2分)
(4)2 NaHS+4 NaVO3+H2O= Na4V4O9+4 NaOH+2S↓ (2分)
【解析】(1) 根据反应2Fe+2H2S+O2=2FeS+2H2O可知,该电池铁作负极,负极反应为:Fe-2e-+H2S= FeS+2H+; (2)由盖斯定律可知,总反应减去第一阶段反应得到第二阶段反应,则△H=(-615.0kJ/ml)-(-518.9kJ/ml)=-96.1kJ/ml;(3)①反应II是熵增的吸热反应,高温条件下反应ΔH-TΔS<0,能自发进行;②A项,由盖斯定律可知,反应Ⅰ+Ⅱ得到反应Ⅲ,则反应ΔH=234kJ/ml,则其他条件不变时,升高温度,平衡向正反应方向移动,硫化氢的转化率增大,故A正确;B项,由总反应可知,反应断裂4ml S-H键的同时断裂4ml H-H键,说明反应I、II和总反应已达平衡状态,故B错误;C项,恒温恒压下,增加不参加反应的N2的体积分数,容器的体积增大,反应体系的气体压强减小,该反应是气体体积增大的反应,减小压强,平衡向正反应方向移动,H2的物质的量增大,但浓度减小,故C错误;D项,由表格数据可知,1000℃时,CS2的体积分数为0,说明容器中只发生反应Ⅰ,温度不变,平衡常数不变,则相同分压的H2S经历相同的时间转化率相同,所以常压下,保持通入的H2S体积分数不变,提高投料比[V(H2S):V(CH4)],H2S的转化率不变,故D正确;故选AD;③设起始通入H2S和Ar的物质的量分别为2ml、6ml,平衡时生成S2(g)的物质的量为a ml,由题意可建立如下三段式:
由平衡时混合气中H2S与H2的分压相等可得:2-2a=2a,解得a=0.5,则平衡时H2S、H2和S2(g)的分压为kPa、kPa、kPa,平衡常数Kp==;(4)由总反应方程式可知,NaVO3和栲胶(醌态)是反应的催化剂,则由分步反应可知,反应②为NaHS溶液与NaVO3溶液反应生成Na2V4O9、NaOH和S沉淀,反应的化学方程式为2 NaHS+4 NaVO3+H2O= Na4V4O9+4 NaOH+2S↓。
20.(10分)乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,M=288.0 g ·ml-1}是一种常见的食品铁强化剂,溶于水,难溶于乙醇。某研究小组以矿渣X(主要成分是Fe2O3,含少量Al2O3、SiO2杂质)制备乳酸亚铁并进行产品含量测定,制备流程如下(部分环节已略去):
已知:①一定浓度的金属离子生成相应的氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
②Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O Fe3++2HPO42-=[Fe(HPO4)2]- (无色配离子)
请回答:
(1)步骤Ⅳ,转化时使用如图装置,仪器A的名称是___________。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A.步骤Ⅱ,加入氨水调节pH后,组分A中主要含铁成分为Fe2+、Fe(OH)3
B.步骤Ⅲ,固体B为铁
C.固体C为FeCO3和Fe
D.重结晶后可选择乙醇洗涤晶体
E.为得到干燥的乳酸亚铁晶体,采用高温烘干的方式
(3)实验室常用已知浓度的重铬酸钾标准溶液滴定。
①从下列选项中选择合理的仪器和操作,补全如下步骤[“___________”上填写一件最关键仪器,“( )”内填写一种操作,均用字母表示]___________
蒸馏水洗涤______→润洗→( )→装液→( )→( )→用_________(量取一定体积的)→加指示剂,准备开始滴定。
仪器:a.烧杯;b.酸式滴定管;c.碱式滴定管;d.锥形瓶
操作:e.调整液面至“0”或“0”刻度以下,记录读数
f.橡皮管向上弯曲,挤压玻璃球,放液
g.打开活塞快速放液
h.控制活塞,将洗涤液从滴定管下部放出
i.将洗涤液从滴定管上口倒出
②滴定曲线如下图所示(曲线a未加磷酸,曲线b加磷酸)。滴定操作中向溶液中加入磷酸溶液的原因是:溶液酸化抑制水解、___________(写出两个理由)。
(4)研究小组为了测定乳酸亚铁产品中的含量,称取5.600 g乳酸亚铁产品溶于蒸馏水,定容至250 mL,进行如下实验。
【实验一】铈量法测定Fe2+含量。
取25.00 mL试液,用0.1000 ml/L的Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点。滴定反应为:Ce4++Fe2+= Ce34++Fe3+,4次滴定消耗Ce(SO4)2溶液的体积如下:
①则该产品中Fe2+含量为___________%(保留四位有效数字)。
【实验二】高锰酸钾法测定Fe2+含量。
取25.00 mL试液,加入适量硫酸,用0.0200 ml/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点。4次滴定测得的Fe2+含量如下:
②比较实验一、二测得的产品中Fe2+含量,认为铈量法适合于乳酸亚铁中Fe2+含量的测定,原因是___________。
【答案】(1)恒压滴液漏斗(恒压漏斗) (1分) (2)AE(2分)
(3) b h g e b(2分) 使滴定突变范围变大,减少滴定误差;生成的配合物为无色,降低三价铁离子对终点颜色的干扰(2分)
(4) 18.70(2分)
铈量法可避免乳酸根的干扰(或高锰酸钾法未考虑乳酸根被酸性高锰酸钾溶液氧化) (1分)
【解析】利用矿渣制备乳酸亚铁,矿渣中含有少量氧化铝和二氧化硅杂质,稀硫酸酸浸、过滤可除去二氧化硅,滤液中含有铁离子和铝离子,由表格中数据可知,用氨水调节pH3.5~4.0,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,铝离子尚未沉淀,组分A为氢氧化铁,氢氧化铁酸溶后还原为亚铁离子,为避免引入新的杂质,可用铁单质进行还原,因此B为铁单质,亚铁离子与碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁沉淀,固体C为碳酸亚铁和过量的B;碳酸亚铁与乳酸反应生成乳酸亚铁,经重结晶得到纯净的乳酸亚铁晶体。(1)仪器A为恒压滴液漏斗(恒压漏斗)。(2)加入氨水调节pH后,组分A中的含铁物质为氢氧化铁沉淀,没有亚铁离子,A错误;步骤Ⅲ目的是将铁离子还原为亚铁离子,为避免引入其它离子,因此加入的还原剂B为铁单质,B正确;步骤Ⅲ所用Fe为过量,因此固体C中含有Fe,亚铁离子与碳酸氢根反应生成碳酸亚铁,因此固体C中有碳酸亚铁,C正确;乳酸亚铁难溶于乙醇,因此重结晶后的晶体可用乙醇洗涤,D正确;乳酸亚铁晶体中带有三个结晶水,高温烘干会使结晶水丢失,因此不可采用高温烘干的方式,E错误;故选AE。(3)重铬酸钾标准液具有强氧化性,需盛放在酸式滴定管中,滴定管在使用前需要用蒸馏水洗涤;洗涤之后用标准液润洗,为保证润洗效果,润洗液应从下端放出,装液后需排出尖嘴处的气体并保证液面在0刻度以下;亚铁离子呈酸性,应用酸式滴定管取用,因此答案为bhgeb。由图可知,加入磷酸后突变范围变大,因此可以减小滴定误差;由已知信息可知,铁离子能与磷酸反应生成无色配离子,可以避免铁离子的颜色影响滴定终点的判断。(4)由滴定原理方程式可知,亚铁离子的物质的量等于铈离子的物质的量,由滴定数据可知,第二次滴定数据异常需舍去,因此滴定0.25mL待测液平均用量为18.70mL,铈离子的物质的量为0.00187ml,即亚铁离子的物质的量为0.00187ml,质量为0.10472g,即亚铁离子总质量为1.0472g;含量为。乳酸根也能被高锰酸钾氧化,由题中数据可知,用高锰酸钾滴定时计算出的亚铁含量明显偏高,因此铈量法可避免乳酸根的干扰。
21.(12分)某研究小组按下列路线合成抗精神病新药依匹哌唑。
已知:(可以是烃基,也可以是氢)
请回答:
(1)化合物F的官能团名称是___________。
(2)化合物B的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A.B→C的反应类型为取代反应B.化合物H具有两性
C.依匹哌唑的分子式C25H27N3O2SD.化合物G中含有一个手性碳原子
(4)写出D→E的化学方程式___________。
(5)设计以苯、乙烯为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)___________
(6)写出3种同时符合下列条件的化合物E的同分异构体的结构简式___________
①分子中含有两个六元环,其中之一为苯环,无其他环状结构;
②谱和谱检测表明:分子中除苯环外,有2种不同化学环境的氢原子,有键、有。
【答案】(1)酯基、醛基(1分) (2) (1分) (3)AC(2分)
(4) (2分)
(5) (3分)
(6)、、、(3分)
【解析】B与反应生成C,根据C逆推,可知B是,A和甲醇反应生成B,由题目信息可知A是OHC-CH2Br;D与反应生成E,根据D的分子式,由E逆推可知D是;F和甲醇反应生成G,根据题目信息,由H逆推,可知G是。(1)根据化合物F的结构简式,可知含有官能团名称是酯基、醛基;(2)B与反应生成C,根据C逆推,可知B是;(3)A项,B→C是中的Br原子被代替,反应类型为取代反应,故A正确; B项,化合物H含有酰胺基、醚键,不具有两性,故B错误;C项,根据依匹哌唑的分子式,可知依匹哌唑的分子式C25H27N3O2S,故C正确;D项,化合物G是,不含有手性碳原子,故D错误;故选AC。(4)D是 ,是与反应生成和HCl,反应的化学方程式为;(5)苯与溴发生取代反应生成溴苯,溴苯与氢气发生加成反应生成,发生水解反应生成,氧化为;乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇,和乙二醇反应生成,合成路线为;(6)①分子中含有两个六元环,其中之一为苯环,无其他环状结构;②1H-NMR谱和IR谱检测表明:分子中除苯环外,有2种不同化学环境的氢原子,有C=N-S键、有,符合条件的E的结构简式有、、、。
选项
性质
解释
A
热稳定性:H2O(g)>H2S(g)
H2O中存在氢键
B
熔点:晶体硅<碳化硅
碳化硅中分子间作用力较大
C
酸性:F-CH2COOH>Cl-CH2COOH
电负性:F>Cl
D
熔点: Br2< I2
键较强
A.除去苯中溶解的溴
B.测定溶液的浓度
C.制备NH3并测量其体积
D.装置比较MnO2、Cl2、S的氧化性
实验方案
现象
结论
A
在橡胶塞侧面挖一个凹槽,嵌入下端卷成螺旋状的铜丝,向具支试管中加入2mL浓硝酸,用橡胶塞塞住试管口,使铜丝与硝酸接触,一段时间后,向上拉铜丝,终止反应
剧烈反应,铜丝表面放出红棕色的气泡,铜不断溶解,溶液变成绿色
浓硝酸具有强氧化性
B
取某固体试样加入适量水,取少许于试管中,滴加NaOH溶液,并将湿润的红色石蕊试纸接近管口
湿润红色石蕊试纸无明显现象
该固体试样中一定不存在NH4+
C
在洁净的试管中加入1mL2%氨水,然后边振荡试管边逐滴滴入2% AgNO3溶液
先产生沉淀,后沉淀恰好溶解
实验室制备银氨溶液
D
取2gCu(NO3)2固体于试管中,加热分解生成CuO、NO2和O2,把带有火星的细木条伸进试管口
木条复燃
证明硝酸铜分解生成了氧气
温度/
950
1000
1050
1100
1150
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8
金属氢氧化物
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe(OH)2
7.6
9.6
Fe(OH)3
2.2
3.4
Al(OH)3
4.1
5.4
实验次数
1
2
3
4
消耗Ce(SO4)2溶液的体积/mL
18.75
20.05
18.70
18.65
实验次数
1
2
3
4
含量(%)
19.61
20.17
21.26
19.46
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