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【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考化学模拟卷(上海专用)
黄金卷06
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Fe 56 Cu 64
一、钙钛矿材料的结构与性质(本题共18分)
钙钛矿型材料具有与天然钙矿()相同的晶体结构,其化学通式为ABX3具有非常优异的光电性质,是理想的 光电器件 如太阳能电池、发光二极管、 光电探测器 等的制备材料。
1. 通过元素的替换和掺杂,可以调控钙钛矿型材料的催化性能。
(1)Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是 。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-2412
38.3
155
(2)CaTiO3的晶胞如图1所示,其组成元素的电负性大小顺序是 ;与每个Ti4+距离最近且相等的的个数为 ;金属离子与氧离子间的作用力为 ,的配位数是 。
(3)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为、I-和有机碱离子 其晶胞如图2所示。有机碱中,N原子的杂化轨道类型是 ;
A. p-p B. sp C.sp2 D.sp3
与是否形成配位键? 。为什么? 。若晶胞参数为anm,则晶体密度为 g∙cm−3(列出计算式)。
(4)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘,降低了器件效率和使用寿命,我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐,提升了太阳能电池的效率和使用寿命,其作用原理如图3所示,用离子方程式表示该原理: 。
二、甲醇的制取(本题共18分)
甲醇结构最为简单的饱和一元醇,沸点为64.7℃。甲醇有“木醇”与“木精”之名,源自于曾经其主要的生产方式是自木醋液(为木材干馏或裂解的产物之一)萃取。现代甲醇是直接从一氧化碳,二氧化碳和氢的一个催化作用的工业过程中制造。不同于乙醇,甲醇毒性大,不可以饮用。通常用作溶剂、防冻剂、燃料或变性剂乙醇,亦可用于经过酯交换反应生产生物柴油。
2.是一种重要的化工产品,被公认为“万能中间体”。 (18分)
Ⅰ.甲醇脱氢法制是工业上的一种重要方法,具有工艺流程短、原料单一、反应条件温和等优点。其工艺过程涉及如下反应:
反应a:
反应b:
反应c:
(1) 。
(2)一定条件下,在容积为10L的恒容密闭容器中通入 气体发生上述反应,在不同温度下连续反应4h.测得甲醇的总转化率和的选择性随温度变化如图所示。(已知:的选择性)
1 553K时,体系中的物质的量为 ,4h内反应速率 。
②当温度高于553K时,的选择性迅速下降的原因不可能是 (填字母)。
A.升高温度使催化剂活性降低
B.升高温度使反应a逆向移动
C.反应a平衡常数减小
D.温度升高反应b速率加快
E.温度升高反应c速率加快
Ⅱ.在一定条件下可利用甲醇羰基化法制甲酸甲酯,其反应原理可表示为: 。
(3)向体积为2L的密闭容器中充入 和 ,测得容器内的压强p随时间t的变化关系如下图中ⅰ、ⅱ、ⅲ曲线所示:
2 ⅱ和ⅰ相比,改变的反应条件是 。
2 反应ⅱ在2min时达到平衡,平衡常数 。在体积和温度不变的条件下,在上述反应达到平衡ⅱ时,再往容器中加入 和 后, (填“>”、“<”或“=”)。
3 反应ⅰ的温度 (填“>”、“<”或“=”)反应ⅲ的温度。
(4) 将和混合气体充入容积为1..0L的恒容密闭容器中,分别在和温度下发生反应:。反应过程中容器内的物质的量随时间变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.的
B.当容器内气体的密度不再改变时反应到达平衡
C.温度时,前的平均反应速率
D.温度时,若起始向容器中通入、、和,反应向正方向进行
三、金属铋的制取(本题共21分)
铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。硫化铋具有环境友好、光电导和非线性光学响应等优点,广泛应用于太阳能电池、光电二级管阵列以及红外光谱学等,也可以应用于制其它铋合物、易切削钢添加剂、微电子工业。
3. 由辉铋矿(主要成分为,含FeS、CuO、等杂质)制备的工艺流程如下:(21分