精品解析：上海市嘉定区第一中学2023-2024学年高二下学期期末质量检测 化学（等级）A卷 试题

2023学年第二学期嘉定一中期末质量检测 高二化学 (等级)A卷 可能用到的原子量： H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Cl：35.5 一、化学材料 1. 聚氮化硫(SN)ₓ是重要的超导材料，目前已成为全球材料行业研究的热点。回答下列问题： （1）下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是______。 A. B. C. D. （2）S原子的基态原子核外有____个未成对电子，有____种不同形状的电子云。 （3）S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______。 （4）已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其空间构型为_____。 （5）(CH3)3N中N原子杂化方式为_____。As与N是同主族元素， AsH3的相对分子质量比NH₃大，实验测得AsH3沸点化NH3低，其原因是_____。 【答案】（1）A （2） ①. 2 ②. 2 （3）N＞O＞S （4）直线形 （5） ①. sp3 ②. AsH3分子之间为范德华力，而NH3分子之间存在氢键，氢键比范德华力更强 【解析】 【小问1详解】 、不符合洪特规则，能量较高，不是氮原子的轨道表示式，为氮原子处于基态时的电子轨道表示式，符合泡利原理、洪特规则以及能量最低原理，即处于最低能量状态，故A符合题意，故答案为：A； 【小问2详解】 S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，S原子的基态原子核外3p轨道上有2个未成对电子，其余电子都成对，即S原子有2个未成对电子，S电子云为球形、p电子云为哑铃形，即有2种不同形状的电子云； 【小问3详解】 N、O元素均为第二周期主族元素，同周期主族元素中第VA族元素的第一电离能大于同周期相邻的两种元素，即N＞O，S、O均为第VIA族元素，同一主族从上至下第一电离能逐渐减小，即O＞S，所以第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S； 【小问4详解】 已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其中心原子碳原子的价层电子对数为2+(4-3-2+1)=2，无孤电子对，其空间构型为直线形； 【小问5详解】 (CH3)3N中N原子的σ键电子对数为3，孤电子对数为1，则其杂化方式为sp3，As与N是同主族元素，AsH3分子之间为范德华力，而NH3分子之间存在氢键，氢键比范德华力更强，所以AsH3沸点化NH3低。 2. GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 （1）氮化镓中氮原子与镓原子之间以______键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。 （2）GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 GaN晶体的密度为_____g·cm⁻³(只要求列算式，不必计算出结果， 【答案】（1） ①. 共价键 ②. 正四面体 （2） 【解析】 【小问1详解】 金刚石是共价晶体，氮化镓与金刚石具有相似晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以共价键相结合。由晶胞结构可知，一个镓原子周围所有距离最近且相等的N原子有4个，4个N原子形成正四面体，Ga处于正四面体中心。 【小问2详解】 由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中Ga数目=8×+6×=4，N原子数目为4，相当于有4个“GaN”，故晶胞质量=4×g，则晶胞密度=4×g÷(a×10-10cm)3= g•cm-3。 3. 亚硝酰氯(NOCl)主要用于合成洗涤剂、催化剂，也可用作有机合成中间体。NOCl在一定频率(v)光照射下会发生光解，其反应机理为：第一步： NOCl+hv→NOCl*； 第二步： 其中hv表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。 （1）以下均从选项中选择：第一步的焓变△H_____0；第二步的熵变△S____0填 (>，<，=)。 （2）激光照射下NOCl分子会发生解离，将产物通过质谱，发现存在m/z=30的离子峰，该峰对应的微粒是______(已知各产物微粒均带1个单位正电荷)。 A. NOCl⁺ B. NO⁺ C. Cl⁺ D. OCl⁺ 【答案】（1） ①. ＞ ②. ＞ （2）B 【解析】 【小问1详解】 第一步： NOCl+hv→NOCl*为基态到激发态，即需要吸热，所以第一步的焓变△H>0；第二步反应气体分子数增多，混乱度增大，是熵增的过程，其熵变△S>0； 【小问2详解】 A. NOCl⁺的 ，A不符合题意； B. NO⁺的 ，B符合题意； C. Cl⁺的 ，C不符合题意； D. OCl⁺ 的，D不符合题意； 故选B。 二、能源化学 4. 在Ni基催化剂作用下，可将含碳温室气体转化为CO。 （1）Ni能与CO 形成正四面体形的配位分子 Ni(CO)4， 该分子属于____。 A．极性分子 B．非极性分子 （2）1molNi(CO)4中含有____molσ键。 （3）已知CO 的燃烧热为-283kJ·mol⁻¹， H2的燃烧热为 用 CH4和CO2反应所得的合成气(CO与H2的混合气体)的热值(单位：MJ·m-3)为_______。(写出计算过程，体积按标准状况计算， 【答案】（1）B （2）8NA （3）12.7 【解析】 【小问1详解】 Ni能与CO 形成正四面体形的配位分子 Ni(CO)4，正四面体形分子正负电荷中心重合，属于非极性分子，故答案为B； 【小问2详解】 Ni能与CO 形成正四面体形的配位分子 Ni(CO)4，该分子中存在4个配位键、每个CO分子中含有1个键和2个π键，配位键也属于键，该分子中含有8个键，1mol Ni(CO)4含键数目为8NA，故答案为：8NA； 【小问3详解】 用 CH4和CO2反应得到CO与H2的混合气体，反应方程式为：，生成的CO和H2物质的量相等，假设产生1molCO和1molH2，1molCO完全燃烧放热283kJ，1molH2完全燃烧放热286kJ，共放热283kJ+286kJ=569kJ，标准状况下，1molCO和1molH2总体积是44.8L，故热值为，故答案为：12.7； 5. 一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构的水合物晶体(如图)，相关参数如下表所示。 分子直径/nm 分子与H2O的结合能E /kJ·mol⁻l CH4 0.436 16.40 CO2 0.512 29.91 （1）“可燃冰”中分子间存在的作用有______。 （2）为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_______。 【答案】（1）分子间作用力、氢键 （2）CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构，在笼状结构内部含有CO2或CH4分子，由于分子直径较大的CO2分子直径为0.512 nm，故图中笼状结构的空腔直径要大于，可以为0.586 nm。 【解析】 【小问1详解】 CO2分子间存在分子间作用力、水分子之间存在氢键和分子间作用力，所以CO2水合物分子间存在的作用力是分子间作用力和氢键； 小问2详解】 CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构，在笼状结构内部含有CO2或CH4分子，由于分子直径：CO2：0.512 nm，CH4：0.436 nm，所以笼状结构的空腔直径要大于CO2分子的直径，故空腔直径可以为0.586 nm。 6. 发射卫星时可用 燃料，实验室可用如下装置，在碱性条件下合成 N2H4： （1）完成装置 B 中发生反应的离子方程式(化学计量数为 1 则省略)：____，。 （2）装置 A 试管中的试剂为_______；仪器 a 的作用是_______。 （3）装置 C 中每生成 112mL(折算至标准状况)气体，转移电子数目为______； 仪器b 的导管作用为_______。 （4）上述装置中存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是______。 【答案】（1）； （2） ①. NH4Cl、 ②. 防倒吸 （3） ①. 0.005NA ②. 平衡气压，使盐酸顺利滴下 （4）B、C之间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶 【解析】 【分析】装置A加热氯化铵和氢氧化钙混合物制取氨气，装置C浓盐酸和漂白粉发生反应制取氯气，氨气和次氯酸钠在碱性条件下发生反应，生成N2H4，据此解答。 【小问1详解】 C中浓盐酸和漂白粉反应生成Cl2，Cl2和氢氧化钠反应生成NaCl、NaClO、H2O离子方程式为：；NH3失去电子生成N2H4，ClO-得电子生成Cl-，离子反应为；故答案为；； 【小问2详解】 装置A用于制取氨气，选用的药品为氯化铵和氢氧化钙。仪器a有缓冲作用，能防倒吸；故答案为NH4Cl、；防倒吸； 【小问3详解】 ，C中的反应方程式为，则有关系式，转移电子物质的量是0.005mol，转移电子数是0.005NA，仪器b能平衡气压，使盐酸顺利滴下，故答案为：0.005NA；平衡气压，使盐酸顺利滴下； 【小问4详解】 挥发的HCl能和NaOH溶液反应而降低B溶液的碱性，所以应该用饱和食盐水除去氯气中的HCl，则改进方法为：B、C之间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶，故答案为：B、C之间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶。 三、工业合成 7. CH4和CO2是温室气体的主要组成部分，利用CH4﹣CO2干重整反应不仅可以实现对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，其过程为： 主反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1=247.3kJ•mol-1 副反应(积碳反应)：CH4(g)=C(s)+2H2(g) H2=74.9kJ•mol-1 副反应(消碳反应)：CO2(g)+C(s)=2CO(g) H3 （1）关于CH4﹣CO2干重整反应的自发性判断正确的是 ___________。 A．仅在高温下自发 B．仅在低温下自发 C．始终自发 （2）消碳反应的焓变H3=___________kJ•mol-1。 在体积为2L的容器中发生CH4﹣CO2干重整反应，当投料比=2.0时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始气体总物质的量(n)的关系如图所示。 （3）下列能判断干重整反应达到平衡的标志是 ___________。 A. 正、逆反应都还在继续进行 B. 容器中混合气体密度保持不变 C. 反应的浓度商Q保持不变 D. 混合气体中CO与H2的浓度之比保持不变 （4）由如图可知，初始气体总物质的量n2___________n1。 A．大于 B．等于 C．小于 （5）M点对应平衡常数的值为 ___________(精确至0.01)。 （6）若保持初始气体总物质的量仍为3mol，且改变了一个条件，CO2的平衡转化率由M点变为N点，则改变的条件可能是 ___________。 A. 升高温度 B. 扩大容器体积 C. 加入高效催化剂 D. 增大投料比 制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。两种催化剂X、Y对积碳与消碳反应的影响如图所示： （7）从消除催化剂表面积碳角度考虑，哪种催化剂更适合用于生产？___________说明理由 ___________。 （8）在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小。当温度升高时，关于积碳反应，消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 ___________。 A. K积碳减小、K消碳增加 B. v积碳减小、v消碳增加 C. K积碳与K消碳均减小，但前者减小更多 D. v积碳与v消碳均增加，但后者增加更多 （9）研究发现，通入水蒸气也能有效清除积碳，反应的化学方程式可能为 ___________。 【答案】（1）A （2）+172.4 （3）C （4）A （5）0.33 （6）BD （7） ①. 催化剂X更适合用于生产 ②. 因为相对于催化剂Y，催化剂X积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 （8）D （9）C+H2O(g)CO+H2 【解析】 【小问1详解】 该反应H>0，S>0，根据H﹣TS<0，反应才能自发进行，所以该反应在高温下自发， 故答案为：A； 【小问2详解】 根据盖斯定律：主反应﹣积碳反应=消碳反应，H3=(247.3﹣74.9)kJ/mol=+172.4kJ/mol， 故答案为：+172.4； 【小问3详解】 A．化学平衡状态为动态平衡，正、逆反应都还在继续进行，但不能说明反应达到平衡状态，故A错误； B．根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，容器体积不变，则恒容容器中混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故B错误； C．随着反应进行，反应的浓度商Q增大，当反应的浓度商Q不变，说明此时Q=K，说则反应达到平衡状态，故C正确； D．混合气体中CO与H2的浓度之比始终等于1，不能说明反应达到平衡状态，故D错误； 故答案为：C； 【小问4详解】 初始气体总物质的量(n)越大，压强越大，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率(α)减小，初始气体总物质的量n2>n1， 故答案为：A； 【小问5详解】 投料比=2.0，n(CH4)=2mol，n(CO2)=1mol，M点二氧化碳转化率为50%，列化学平衡三段式， K=≈0.33， 故答案为：0.33； 【小问6详解】 A．M、N两点温度相等，故A错误； B．扩大容器体积，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，故B正确； C．加入高效催化剂，平衡不移动，CO2的平衡转化率不变，故C错误； D．增大投料比，CO2的平衡转化率增大，故D正确； 故答案为：BD； 【小问7详解】 根据题意：制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，所以选择催化剂要不利于积炭反应，但有利于消碳反应，相对于催化剂Y，催化剂X积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大， 故答案为：催化剂X更适合用于生产；因为相对于催化剂Y，催化剂X积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大； 【小问8详解】 根据图中信息可知，消碳和积碳反应均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小，说明消碳反应正向移动程度大于积碳反应正向移动程度，所以当温度升高时，v积碳与v消碳均增加，但后者增加更多， 故答案为：D； 【小问9详解】 碳能与水蒸气反应生成CO和H2，化学方程式为C+H2O(g)CO+H2， 故答案为：C+H2O(g)CO+H2。 四、有机合成 8. 近期我国科学家报道用[4+2]环加成反应合成了具有生物活性的多官能团化合物(E)，部分合成路线如图： 已知： （1）E中含有的含氧官能团有_______(填名称)。 （2）写出B的结构简式_______。 （3）写出C生成D所需要的试剂与条件：_______；_______。 （4）E中含有不对称碳原子数目为 ______。 A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个 （5）设计实验方案验证产物E中是否含有D物质______。 （6）写出 D 与足量 NaOH 溶液共热的反应式_______。 （7）化合物X是物质C的同分异构体，且同时满足以下条件，写出一种X的结构简式_____。 i．苯环上有三个取代基，且苯环上一氯代物只有2种 ii．既能与NaOH溶液反应，又能发生银镜反应 （8）结合题示信息，写出仅以乙醛为有机原料合成高分子的合成路线______ 。 【答案】（1）酯基、羟基 （2） （3） ①. 乙醇、浓硫酸 ②. 加热 （4）C （5）取样，加FeCl3溶液，发生显色反应，说明E中含有D，若不发生显色反应，说明E中不含有D （6）+2NaOH+CH3CH2OH+H2O （7）、 （8）CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHOCH3CH(OH)CH2COOH 【解析】 【分析】(A)与CH3CHO在氢氧化钠溶液中反应生成(B)，在1)KMnO4/OH-，2)H+条件下转化为(C)，发生酯化反应生成(D)，与反应生成(E)。 【小问1详解】 E的结构简式为，其中含有的含氧官能团有酯基、羟基； 【小问2详解】 A的结构简式为，与CH3CHO在氢氧化钠溶液中发生题中信息所给反应，生成B，则B的结构简式； 【小问3详解】 C、D的结构简式分别为、，C生成D实质是羧基和乙醇发生酯化反应，所需要的试剂与条件为乙醇、浓硫酸、加热； 【小问4详解】 E的结构简式为，其中含有的不对称碳原子：，即数目为2，故答案为：C； 【小问5详解】 E的结构简式为、D的结构简式为，E中无酚羟基，D中有酚羟基，验证产物E中是否含有D物质的实验方案为：取样，加FeCl3溶液，发生显色反应，说明E中含有D，若不发生显色反应，说明E中不含有D； 【小问6详解】 D的结构简式为，D 中酚羟基和酯基均能NaOH 溶液反应，所以D与足量 NaOH 溶液共热的反应式为+2NaOH+CH3CH2OH+H2O； 【小问7详解】 C的结构简式为，化合物X是物质C的同分异构体，既能与NaOH溶液反应，又能发生银镜反应，说明含有醛基、羧基或酯基或酚羟基，总共含4个氧原子，又苯环上有三个取代基，且苯环上一氯代物只有2种，即结构对称，分子中应含2个HCOO-，所以符合要求的结构简式为、； 【小问8详解】 仅以乙醛为有机原料合成高分子，可由CH3CH(OH)CH2COOH发生缩聚反应制得，而CH3CH(OH)CH2COOH可由CH3CH(OH)CH2CHO发生氧化反应制得，CH3CHO发生题中信息所给反应即可生成CH3CH(OH)CH2CHO，所以的合成路线为CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHOCH3CH(OH)CH2COOH。 五、化学实验 9. I．是一种重要的物质，可用作漂白剂、消毒剂、氧化剂及供氧剂。某研究性学习小组在探究淡黄色Na2O2与H2O 反应时物质变化与能量变化时，设计了如图所示的I和Ⅱ两组实验装置。 I． Ⅱ． 请分析图中相关变化，并完成下列问题： （1）①中 的电子式______，其中正负离子个数比为______。 （2）②中的大量气泡主要成分是________。 （3）③中溶液变红，说明反应混合液呈_____。 A. 酸性 B. 碱性 C. 中性 D. 不确定 （4）根据④和⑤中的现象分析，对反应过程的推测合理的是______。 A. 反应过程中可能生成了一种中间过渡产物H2O2 B. ④→⑤发生的反应肯定属于氧化还原反应 C. MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 D. ⑤红色褪去说明溶液碱性减弱，反滴入NaOH 溶液红色再现 Ⅱ．在Ⅱ中把小试管套在带支管的试管内，在小试管里加入1g淡黄色。在 U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。 （5）由此推知， Na2O2与H2O反应过程中， 能量转化形式为_______。 （6）可以用来表示 与H2O反应的图像是_____。 A. B. C. D. （7）从化学反应过程中旧键断裂和新键形成角度，分析Ⅱ中“U 形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升”的原因：_______。 （8）分析与 H2O反应时的物质转化关系，试推测16g CH4完全燃烧的产物通入足量的中，增重应为_______。 【答案】（1） ①. ②. 2∶1 （2）O2 （3）B （4）AB （5）化学能转化为热能 （6）B （7）Na2O2与H2O反应是旧键断裂和新键形成的过程，旧键断裂需要吸收热量，新键形成需要放出热量，该反应过程中新键形成放出的热量高于旧键断裂吸收的热量，因此反应放热，试管内温度升高，压强增大，U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升 （8）32g 【解析】 【分析】向盛有Na2O2固体的试管中加入H2O，反应产生大量气泡，气泡消失后向其中滴入酚酞试液，溶液先变红，后轻轻振荡后红色褪去，再向其中加入少量MnO2，有大量气泡产生，说明反应过程中产生了H2O2，H2O2在MnO2催化下分解产生O2。 【小问1详解】 Na2O2是离子化合物，Na+与通过离子键结合，在阴离子中2个O原子之间以共价键结合，其电子式为：；其中阳离子是2个Na+，阴离子是，因此该化合物中正负离子个数比为2∶1； 【小问2详解】 Na2O2放入水中产生大量气泡，该气泡中含有的气体成分是O2； 小问3详解】 ③中溶液变红，说明反应混合液呈碱性，故合理选项是B； 【小问4详解】 根据④和⑤中的现象即溶液红色褪去，加入MnO2后产生大量的气泡，据此可分析: A．H2O2具有强氧化性，可以漂白酸碱指示剂，且H2O2在MnO2催化下迅速分解，释放大量的气泡，则推测反应过程中可能生成了一种中间过渡产物H2O2，A符合题意; B．由A项分析可知，H2O2在MnO2催化下迅速分解，释放大量的气泡即O2，O的化合价发生改变，即④→⑤发生的反应肯定属于氧化还原反应，B符合题意; C．MnO2的主要作用是催化剂，而不是降低了水中氧气的溶解度，C不合题意; D．由A项分析可知，⑤红色褪去是由于H2O2的强氧化作用，而不是溶液碱性减弱，反滴入NaOH溶液红色不会再现，D不合题意; 故答案为：AB； 【小问5详解】 ①将H2O加入盛有Na2O2固体的试管中，在U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升，说明反应放出热量，使气体体积膨胀，导致U型管的左侧下降，右侧上升，故该反应是化学能转化为热能； 【小问6详解】 反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑是放热反应，说明反应物的总能量比生成物的总能量高，能够反映该能量变化的图示是装置B； 【小问7详解】 Na2O2与H2O反应是旧键断裂和新键形成的过程，旧键断裂需要吸收热量，新键形成需要放出热量，该反应过程中新键形成放出的热量高于旧键断裂吸收的热量，因此反应放热，试管内温度升高，压强增大，U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升； 【小问8详解】 16 g CH4的物质的量是n(CH4)=；CH4发生燃烧反应：CH4+2O2CO2+2H2O，1 mol CH4燃烧消耗2 mol O2，反应产生1 mol CO2、2 mol H2O，燃烧产物与Na2O2发生反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，燃烧产物与足量NaOH反应，放出O2的物质的量是0.5 mol+1 mol=1.5 mol，可见反应前后共消耗0.5 mol O2，故反应后固体质量会增加0.5 mol×32 g/mol=16 g，则反应后Na2O2固体质量为△m=16 g+16 g=32 g。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023学年第二学期嘉定一中期末质量检测 高二化学 (等级)A卷 可能用到的原子量： H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Cl：35.5 一、化学材料 1. 聚氮化硫(SN)ₓ是重要的超导材料，目前已成为全球材料行业研究的热点。回答下列问题： （1）下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是______。 A. B. C. D. （2）S原子的基态原子核外有____个未成对电子，有____种不同形状的电子云。 （3）S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______。 （4）已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其空间构型为_____。 （5）(CH3)3N中N原子杂化方式为_____。As与N是同主族元素， AsH3的相对分子质量比NH₃大，实验测得AsH3沸点化NH3低，其原因是_____。 2. GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 （1）氮化镓中氮原子与镓原子之间以______键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。 （2）GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 GaN晶体的密度为_____g·cm⁻³(只要求列算式，不必计算出结果， 3. 亚硝酰氯(NOCl)主要用于合成洗涤剂、催化剂，也可用作有机合成中间体。NOCl在一定频率(v)光的照射下会发生光解，其反应机理为：第一步： NOCl+hv→NOCl*； 第二步： 其中hv表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。 （1）以下均从选项中选择：第一步的焓变△H_____0；第二步的熵变△S____0填 (>，<，=)。 （2）激光照射下NOCl分子会发生解离，将产物通过质谱，发现存在m/z=30的离子峰，该峰对应的微粒是______(已知各产物微粒均带1个单位正电荷)。 A. NOCl⁺ B. NO⁺ C. Cl⁺ D. OCl⁺ 二、能源化学 4. 在Ni基催化剂作用下，可将含碳温室气体转化为CO。 （1）Ni能与CO 形成正四面体形的配位分子 Ni(CO)4， 该分子属于____。 A．极性分子 B．非极性分子 （2）1molNi(CO)4中含有____molσ键。 （3）已知CO 的燃烧热为-283kJ·mol⁻¹， H2的燃烧热为 用 CH4和CO2反应所得的合成气(CO与H2的混合气体)的热值(单位：MJ·m-3)为_______。(写出计算过程，体积按标准状况计算， 5. 一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构的水合物晶体(如图)，相关参数如下表所示。 分子直径/nm 分子与H2O的结合能E /kJ·mol⁻l CH4 0.436 16.40 CO2 0.512 29.91 （1）“可燃冰”中分子间存在的作用有______。 （2）为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_______。 6. 发射卫星时可用 为燃料，实验室可用如下装置，在碱性条件下合成 N2H4： （1）完成装置 B 中发生反应离子方程式(化学计量数为 1 则省略)：____，。 （2）装置 A 试管中的试剂为_______；仪器 a 的作用是_______。 （3）装置 C 中每生成 112mL(折算至标准状况)气体，转移电子数目为______； 仪器b 的导管作用为_______。 （4）上述装置中存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是______。 三、工业合成 7. CH4和CO2是温室气体的主要组成部分，利用CH4﹣CO2干重整反应不仅可以实现对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，其过程为： 主反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1=247.3kJ•mol-1 副反应(积碳反应)：CH4(g)=C(s)+2H2(g) H2=74.9kJ•mol-1 副反应(消碳反应)：CO2(g)+C(s)=2CO(g) H3 （1）关于CH4﹣CO2干重整反应的自发性判断正确的是 ___________。 A．仅在高温下自发 B．仅在低温下自发 C．始终自发 （2）消碳反应焓变H3=___________kJ•mol-1。 在体积为2L的容器中发生CH4﹣CO2干重整反应，当投料比=2.0时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始气体总物质的量(n)的关系如图所示。 （3）下列能判断干重整反应达到平衡的标志是 ___________。 A. 正、逆反应都还在继续进行 B. 容器中混合气体密度保持不变 C. 反应的浓度商Q保持不变 D. 混合气体中CO与H2的浓度之比保持不变 （4）由如图可知，初始气体总物质的量n2___________n1。 A．大于 B．等于 C．小于 （5）M点对应平衡常数的值为 ___________(精确至0.01)。 （6）若保持初始气体总物质的量仍为3mol，且改变了一个条件，CO2的平衡转化率由M点变为N点，则改变的条件可能是 ___________。 A. 升高温度 B. 扩大容器体积 C. 加入高效催化剂 D. 增大投料比 制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。两种催化剂X、Y对积碳与消碳反应的影响如图所示： （7）从消除催化剂表面积碳角度考虑，哪种催化剂更适合用于生产？___________说明理由 ___________。 （8）在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小。当温度升高时，关于积碳反应，消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 ___________。 A. K积碳减小、K消碳增加 B. v积碳减小、v消碳增加 C. K积碳与K消碳均减小，但前者减小更多 D. v积碳与v消碳均增加，但后者增加更多 （9）研究发现，通入水蒸气也能有效清除积碳，反应的化学方程式可能为 ___________。 四、有机合成 8. 近期我国科学家报道用[4+2]环加成反应合成了具有生物活性的多官能团化合物(E)，部分合成路线如图： 已知： （1）E中含有的含氧官能团有_______(填名称)。 （2）写出B的结构简式_______。 （3）写出C生成D所需要的试剂与条件：_______；_______。 （4）E中含有不对称碳原子数目 ______。 A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个 （5）设计实验方案验证产物E中是否含有D物质______。 （6）写出 D 与足量 NaOH 溶液共热的反应式_______。 （7）化合物X是物质C的同分异构体，且同时满足以下条件，写出一种X的结构简式_____。 i．苯环上有三个取代基，且苯环上一氯代物只有2种 ii．既能与NaOH溶液反应，又能发生银镜反应 （8）结合题示信息，写出仅以乙醛为有机原料合成高分子的合成路线______ 。 五、化学实验 9. I．是一种重要的物质，可用作漂白剂、消毒剂、氧化剂及供氧剂。某研究性学习小组在探究淡黄色Na2O2与H2O 反应时物质变化与能量变化时，设计了如图所示的I和Ⅱ两组实验装置。 I． Ⅱ． 请分析图中相关变化，并完成下列问题： （1）①中 电子式______，其中正负离子个数比为______。 （2）②中的大量气泡主要成分是________。 （3）③中溶液变红，说明反应混合液呈_____ A. 酸性 B. 碱性 C. 中性 D. 不确定 （4）根据④和⑤中的现象分析，对反应过程的推测合理的是______。 A. 反应过程中可能生成了一种中间过渡产物H2O2 B. ④→⑤发生的反应肯定属于氧化还原反应 C. MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 D. ⑤红色褪去说明溶液碱性减弱，反滴入NaOH 溶液红色再现 Ⅱ．在Ⅱ中把小试管套在带支管的试管内，在小试管里加入1g淡黄色。在 U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。 （5）由此推知， Na2O2与H2O反应过程中， 能量转化形式为_______。 （6）可以用来表示 与H2O反应的图像是_____。 A. B. C. D. （7）从化学反应过程中旧键断裂和新键形成角度，分析Ⅱ中“U 形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升”的原因：_______。 （8）分析与 H2O反应时的物质转化关系，试推测16g CH4完全燃烧的产物通入足量的中，增重应为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$