内容正文:
2021级化学
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 CI-35.5 Ti-48
1. 化学与社会生活密切相关,下列说法正确的是( )
A. 军舰船底镶嵌锌块作正极,以防船体被腐蚀
B. 汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
C. 金属冶炼过程是金属离子得电子变成金属单质的氧化过程
D. PM2.5颗粒微粒直径约为2.5×10-6m)分散在空气中形成气溶胶
2. 设为阿伏加德罗常数值,下列有关叙述正确的是
A. 将与过量反应转移的电子数为
B. 1mol 与 4mol 反应生成的 分子数为
C. 标准状况下, 中所含原子数为
D. 标准状况下,18g 中所含电子数为9
3. 下列有关离子方程式中书写错误的是
A. 向溶液中通入:
B. AgCl溶于氨水的原因:
C. 向酸性溶液中通入:
D. 向氯化银悬浊液中加入足量碘化钾溶液:
4. 一定温度下,某气态平衡体系的平衡常数表达式为,有关该平衡体系的说法正确的是
A. 升高温度,平衡常数一定增大
B 增大浓度,平衡向正反应方向移动
C. 增大压强,C体积分数增加
D. 升高温度,若的百分含量减少,则正反应是放热反应
5. 能在有机物的分子中引入羟基的反应类型有
①还原反应;②取代反应;③氧化反应;④加成反应;⑤水解反应;⑥酯化反应。
A. ②④⑤⑥ B. ①②④⑤ C. ①②③④ D. ②③④⑤⑥
6. N、M、W、T、L为短周期元素,其中N与L同族,M、W、T、L位于同一周期,W单质常用作半导体,M、W、T、L形成一种复杂化合物结构如图。下列叙述不正确的是
A. L原子核外最外层电子数是W原子核外电子数的一半
B. 元素T位于周期表第15列
C. 将N单质通入ML水溶液中可生成L单质
D. 非金属性:L>T>W,简单离子半径:T>L>M
7. 常温下,将等体积,等物质的量浓度的与NaCl溶液混合,析出部分晶体,过滤,所得滤液pH < 7,下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是
A.
B.
C.
D.
8. 制取硫酸四氨合铜晶体{}的实验如下:
步骤1:向盛有硫酸铜水溶液的试管中加入氨水,首先生成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液。
步骤2:再向试管中加入乙醇,析出深蓝色的晶体。
下列说法不正确的是
A. 步骤1中难溶物溶解是因为生成了配合物
B. 步骤2中加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体
C. 中含有键的数目为
D. 最终所得溶液中大量存在、、、
9. 浓硫酸分别和三种钠盐反应,下列分析正确的是
A. 对比①和②可以说明还原性Br->Cl-
B. ①和③相比可说明氧化性Br2>SO2
C. ②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性H2SO4>HCl
D. ③中浓H2SO4被还原成SO2
10. 甲醛分子式为CH2O,有强烈刺激性气味的气体,甲醛在常温下是气态,被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是
A. C原子采取sp3杂化,O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4,含有一对孤电子对,是三角锥形结构
C 一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
11. 葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是
A. 溴化钠起催化和导电作用
B. 每生成葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了电子
C. 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D. 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
12. 已知:pOH=-lg c(OH-),298K时,向20.00mL0.10mol•L-1氨水中滴入0.10mol•L-1的盐酸,溶液的pH和pOH与加入盐酸体积关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线PJN表示溶液中pH的变化
B. M点水的电离程度比N点大
C. M、P两点的数值之和a+b=14
D. pH与pOH交叉点J对应的V(盐酸)=20.00mL
13. 已知在一定条件下,反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),某实验小组测得X的转化率(α)在不同温度与压强(p)下的实验数据,三者之间关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中A、B两点对应的平衡常数相等
B. 上述反应在达到平衡后,缩小体积,Y的转化率提高
C. 升高温度,正、逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动
D. 将2.0molX、6.0molY置于密闭容器中发生反应,放出的热量为2akJ
14. 法国、美国、荷兰的三位科学家因研究“分子机器的设计与合成”获得诺贝尔化学奖。轮烷是一种分子机器的“轮子”,芳香化合物a、b、c是合成轮烷的三种原料,其结构如下图所示。下列说法不正确的是
A. b、c互为同分异构体
B. a、c分子中所有碳原子均有可能处于同一平面上
C. a、b、c均能发生氧化反应、加成反应、加聚反应和酯化反应
D. a、b、c均能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
15. 据国际能源署预测,2050年氢燃料电池汽车比重将提高至15%。
Ⅰ.天然气()和重整制氢
反应①:
反应②:
(1)已知 ,相关物质的燃烧热如下表,则___________。
物质
燃烧热()
890.3
282.8
285.8
(2)700℃时,若只发生反应①,现向一恒容容器中投入1MPa 和3MPa ,达到平衡时CO分压为a MPa,则反应①的平衡常数___________
(3)的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。请从平衡移动的角度解释时,的平衡产率几乎不变的原因。
___________
(4)已知反应③: 。研究发现加入适量CaO有利于重整制氢,如图1所示。加入CaO的优点有___________(填字母)。
A. 促进反应②平衡正向移动,提高的平衡产率
B. 消耗,提高的纯度
C. 反应③放热,为重整体系提供能量
D. 减少排放,有利于碳中和
Ⅱ.氨硼烷(,熔点104℃)水解制氢
(5)1mol 完全水解可以生成3mol 和一种可溶性的含氧酸盐(N、B均未变价),请写出完全水解的离子反应方程式:___________。
(6)吉林大学于吉红院士团队研究发现Rt催化剂上水解速度主要受和脱氢反应的影响,如图2所示。请写出决速步的化学反应方程式:___________。
16. 磷矿是重要的化工矿物原料,贵州磷矿储量丰富。磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]是一种磷肥。某工厂利用磷矿(含Ca、P、Fe、Mg、Si 等元素)进行综合生产的部分流程如下:
已知: Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38, Ksp[Mg(OH)2]= 1 ×10-11。
回答下列问题:
(1)为提高浸出效率,酸浸前要对磷矿石进行___________ (填一种处理方法),用离子方程式说明酸浸时通入O2的目的___________,滤渣 1的主要成分是___________。
(2)当溶液中的离子浓度低于1×10-5mol·L-1时,可认为沉淀完全。若酸浸氧化后的溶液中c(Mg2+)=0.1 mol·L-1,则向该溶液加入NaOH使Fe(OH)3完全沉淀时pH范围为___________。
(3)为使Ca3(PO4)2与H3PO4完全反应生成Ca(H2PO4)2,二者物质的量之比为___________。
(4)经实验测试,石灰乳的用量对磷酸二氢钙的产率有一定影响。在磷矿粉用量50 g、硫酸质量分数为60%、反应时间1.0 h、反应温度60°C条件下测试的结果如图所示,可知该条件下石灰乳的用量选择____为宜,石灰乳用量过多导致磷酸二氢钙产率下降的原因可能是____。
(5)LiFePO4可用于制作锂电池,该物质可由FePO4、Li2CO3与H2C2O4在高温下反应制得,产物中有CO2生成,该化学反应方程式为___________。
17. (熔点:,沸点:136℃)是制备海绵钛和钛白的主要原料,易水解生成。某同学利用如图装置制备并验证产物CO。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为___________,X中所装的试剂是___________(填名称)。
(2)装置B中收集到的物质是___________(填化学式),此时该物质为___________(填状态)。
(3)能证明有CO生成的实验现象是___________。
(4)下列装置可以代替装置F的是___________(填标号)。
a. b.
c. d.
(5)产品中
含量测定:
取产品于烧瓶中,向安全漏斗中加入足量蒸馏水后,立即夹紧弹簧夹,充分反应后将安全漏斗中液体及烧瓶中混合物全部转入锥形瓶中,滴加几滴指示剂,用的溶液滴定至终点,消耗溶液VmL。
①与反应的化学方程式为___________。
②安全漏斗中的水在本实验中的作用除液封、作反应物外,还能___________。
③该产品的纯度为___________%。
18. 1,3,4-噁二唑类化合物因具有独特的生物活性和光学活性而被广泛研究,该类化合物在农药、医药、材料等领域有广泛应用,其中化合物H对甜瓜果斑病的防效高达91.71%,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_____,A→B所需试剂及反应条件为_____。
(2)B中含氧官能团的名称为_____,H的分子式为_____。
(3)C→E的反应类型为_____。反应物按物质的量之比1∶1投料,生成E的过程中可能生成副产物的结构简式为(不考虑成环反应)_____(任写一种)。
(4)试剂G的分子式为,则F→H的化学方程式为_____。
(5)F是化合物I的一氯代物,则符合下列条件的I的同分异构体有_____种(不包含立体异构)。
①苯环上有两个-NH2,且这两个-NH2中的氢原子在I的核磁共振氢谱图中只占有一组峰;
②含碳碳三键;
③能与银氨溶液反应。
(6)己二酸二酰肼( )主要用于环氧粉末涂料固化剂及涂料助剂。参照上述合成路线和信息,设计由1,6-己二醇、甲醇和为原料制备己二酸二酰肼的合成路线:_____(无机试剂任选)。
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2021级化学
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 CI-35.5 Ti-48
1. 化学与社会生活密切相关,下列说法正确的是( )
A. 军舰船底镶嵌锌块作正极,以防船体被腐蚀
B. 汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
C. 金属冶炼过程是金属离子得电子变成金属单质的氧化过程
D. PM2.5颗粒微粒直径约为2.5×10-6m)分散在空气中形成气溶胶
【答案】B
【解析】
【详解】A.锌的活泼性强于铁,军舰船底镶嵌锌块作负极,以防船体被腐蚀,为牺牲阳极的阴极保护法,锌块不是作正极,故A错误;
B.减小压强,活化分子百分数不变,但是单位体积内的活化分子减少,反应速率减小,故B正确;
C.金属矿物中,金属为化合态,金属离子得到电子被还原可得到金属单质,是还原过程,故C错误;
D.PM2.5(微粒直径约为2.5×10-6m)微粒直径大于10-7m,不能形成气溶胶,故D错误;
故选B。
【点睛】本题的易错点为D,要注意胶体微粒直径在1~100nm,即10-9~10-7m之间。
2. 设为阿伏加德罗常数值,下列有关叙述正确的是
A. 将与过量反应转移的电子数为
B. 1mol 与 4mol 反应生成的 分子数为
C. 标准状况下, 中所含原子数为
D. 标准状况下,18g 中所含电子数为9
【答案】D
【解析】
【详解】A.78g过氧化钠的物质的量为1mol而过氧化钠和二氧化碳反应时,1mol过氧化钠转移1mol电子,即转移NA个电子,故A错误;
B.合成氨的反应为可逆反应,不能进行彻底,故生成的氨气分子数小于2NA个,故B错误;
C.标况下三氧化硫为固体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故C错误;
D.18g重水的物质的量为0.9mol,而重水中含10个电子,故0.9mol重水中含9NA个电子,故D正确。
故答案选D。
3. 下列有关离子方程式中书写错误的是
A. 向溶液中通入:
B. AgCl溶于氨水的原因:
C. 向酸性溶液中通入:
D. 向氯化银悬浊液中加入足量碘化钾溶液:
【答案】C
【解析】
【详解】A.硫酸铜溶液与硫化氢气体反应生成硫化铜沉淀和硫酸,反应的离子方程式为,A正确;
B.AgCl溶于氨水的原因是AgCl和一水合氨反应生成,离子方程式为:,B正确;
C.二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰和硫酸,根据得失电子守恒和电离守恒配平离子方程式为,C错误;
D.氯化银悬浊液与碘化钾溶液反应生成溶解度更小的碘化银沉淀和氯化钾,反应的离子方程式为:,D正确;
故选C。
4. 一定温度下,某气态平衡体系的平衡常数表达式为,有关该平衡体系的说法正确的是
A. 升高温度,平衡常数一定增大
B. 增大浓度,平衡向正反应方向移动
C. 增大压强,C体积分数增加
D. 升高温度,若的百分含量减少,则正反应是放热反应
【答案】D
【解析】
【分析】根据平衡常数表达式可知反应方程式为2C(g)+2D(g)A(g)+2B(g),结合方程式分析解答。
【详解】A.升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,如果正反应是放热反应,则化学平衡常数减小,故A错误;
B.增大浓度,平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C.该反应正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,所以C的体积分数减少,故C错误;
D.升高温度,平衡向吸热反应方向移动,若的百分含量减少,说明平衡向逆反应方向移动,所以逆反应为吸热反应,正反应是放热反应,故D正确;
答案选D。
5. 能在有机物的分子中引入羟基的反应类型有
①还原反应;②取代反应;③氧化反应;④加成反应;⑤水解反应;⑥酯化反应。
A. ②④⑤⑥ B. ①②④⑤ C. ①②③④ D. ②③④⑤⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①羰基的还原反应可引入羟基,符合题意,①正确;
②若为卤代烃在碱性条件下的取代反应可引入羟基,符合题意,②正确;
③有机物分子发生氧化反应不可能引入羟基,③错误;
④含有碳碳双键或碳碳三键与水的加成反应可引入羟基,符合题意,④正确
⑤酯或卤代烃的水解反应可引入羟基,符合题意,⑤正确;
⑥酯化反应为醇与羧酸反应生成酯和水,不引入羟基,与题意不符,⑥错误;
综上所述,①②④⑤正确,故选B。
6. N、M、W、T、L为短周期元素,其中N与L同族,M、W、T、L位于同一周期,W单质常用作半导体,M、W、T、L形成一种复杂化合物结构如图。下列叙述不正确的是
A. L原子核外最外层电子数是W原子核外电子数的一半
B. 元素T位于周期表第15列
C 将N单质通入ML水溶液中可生成L单质
D. 非金属性:L>T>W,简单离子半径:T>L>M
【答案】C
【解析】
【分析】M、W、T、L为同一短周期元素,根据图知,W能形成4个共价键、L能形成1个共价键,则W位于第IVA族、L位于第VIIA族,W单质常用作半导体,故W为Si元素,L为Cl元素;N与L同族,则N为F元素;该阴离子中Cl元素为-1价、W元素为+4价,根据化合价的代数和为-1价可知,T为-3价,所以T为P元素;根据阳离子所带电荷知,M为Na元素,据此解答。
【详解】通过以上分析知:N、M、W、T、L分别为F、Na、Si、P、Cl元素。
A.L是Cl,原子核外最外层电子数是,7,W是Si,原子核外电子数是14,故A正确;
B.元素T是P,第VA族元素,位于周期表第15列,故B正确;
C.F2氧化性非常强,将F2通入NaCl溶液中先与溶液中的水发生置换反应,该反应的化学方程式为2F2+2H2O=4HF+O2,则不能生成Cl2,故C错误;
D.同一周期元素非金属性随着原子序数增大而增强,则非金属性Cl>P>Si,即非金属性:L>T>W,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径:T>L>M,故D正确;
故选:C。
7. 常温下,将等体积,等物质的量浓度的与NaCl溶液混合,析出部分晶体,过滤,所得滤液pH < 7,下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.常温下,将等体积,等物质的量浓度的与溶液混合,析出部分晶体,过滤,所得滤液,,故A正确;
B.溶液中存在物料守恒,即:,故B正确;
C.任何电解质溶液中都存在电荷守恒、物料守恒,根据电荷守恒得,故C错误;
D.铵根离子部分水解,则,由于析出部分晶体,则浓度减小,的电离程度很小,所以最小,即,故D正确。
综上所述,答案为C。
【点睛】应用电荷守恒、物料守恒、质子守恒三大守恒解题。
8. 制取硫酸四氨合铜晶体{}的实验如下:
步骤1:向盛有硫酸铜水溶液的试管中加入氨水,首先生成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液。
步骤2:再向试管中加入乙醇,析出深蓝色的晶体。
下列说法不正确的是
A. 步骤1中难溶物溶解是因为生成了配合物
B. 步骤2中加入乙醇降低了溶剂极性从而析出晶体
C. 中含有键的数目为
D. 最终所得溶液中大量存在、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.步骤1中难溶物为氢氧化铜沉淀,加入过量氨水,氢氧化铜转化为,其溶解是因为生成了配合物,A正确;
B.乙醇属于有机物,加入后减小了溶剂的极性,降低了的溶解度,导致结晶析出,B正确;
C.中N-Cu、N-H之间均存在键,1个离子中键数目为16,故中含有键的数目为,C正确;
D.一水合氨为弱电解质,溶液中不会大量存在铵根离子和氢氧根离子,D错误;
故选D。
9. 浓硫酸分别和三种钠盐反应,下列分析正确是
A. 对比①和②可以说明还原性Br->Cl-
B. ①和③相比可说明氧化性Br2>SO2
C. ②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性H2SO4>HCl
D. ③中浓H2SO4被还原成SO2
【答案】A
【解析】
【分析】反应①生成棕色气体是溴蒸气,反应②白雾是氯化氢,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气;反应③生成是二氧化硫气体,非氧化还原反应。
【详解】A.反应①生成棕色气体是溴蒸气,反应②白雾是氯化氢,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气,与同一种氧化剂在相同条件下反应,溴离子被氧化成溴单质,而氯离子不能被氧化,说明还原性Br->Cl-,故A正确;
B.反应③生成是二氧化硫气体,非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型,所以不能比较Br2、SO2的氧化性,故B错误;
C.白雾说明氯化氢易挥发,说明挥发性H2SO4<HCl,无法比较两者的酸性,故C错误;
D.反应③生成是二氧化硫气体,非氧化还原反应,而是体现了强酸制弱酸规律,故D错误。
答案选A。
10. 甲醛分子式为CH2O,有强烈刺激性气味的气体,甲醛在常温下是气态,被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是
A. C原子采取sp3杂化,O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4,含有一对孤电子对,是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查的是杂化轨道、价层电子互斥理论、分子极性等,注意理解杂化轨道理论与价层电子互斥理论,进行分子构型的判断。
【详解】A. 甲醛中形成2个碳氢键,一个碳氧双键,杂化轨道为3,C原子采取sp2杂化,氧原子形成一个碳氧双键,含有2对孤电子对,O原子采取sp2杂化,故错误;
B. 甲醛分子中成2个C-H键、1个C=O双键,甲醛分子中心原子价层电子对数为3,不含孤电子对,是平面三角形结构,故错误;
C. 一个甲醛分子中形成2个碳氢键,一个碳氧双键,一个双键含有一个σ键和一个π键,所以共含有3个σ键和1个π键,故正确;
D. 甲醛分子为平面三角形,碳原子位于三角形内部,结构不对称,所以为极性分子,故错误;
故选C。
11. 葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是
A. 溴化钠起催化和导电作用
B. 每生成葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了电子
C. 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D. 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图中信息可知,溴化钠是电解装置中的电解质,其电离产生的离子可以起导电作用,且在阳极上被氧化为,然后与反应生成和,再和葡萄糖反应生成葡萄糖酸和,溴离子在该过程中的质量和性质保持不变,因此,溴化钠在反应中起催化和导电作用,A说法正确;
B.由A中分析可知,2mol在阳极上失去2mol电子后生成1mol,1mol与反应生成1mol,1mol与1mol葡萄糖反应生成1mol葡萄糖酸,1mol葡萄糖酸与足量的碳酸钙反应可生成0.5 mol葡萄糖酸钙,因此,每生成1 mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了4 mol电子,B说法不正确;
C.葡萄糖酸分子内既有羧基又有羟基,因此,其能通过分子内反应生成含有六元环状结构的酯,C说法正确;
D.葡萄糖分子中的1号C原子形成了醛基,其余5个C原子上均有羟基和H;醛基上既能发生氧化反应生成羧基,也能在一定的条件下与氢气发生加成反应生成醇,该加成反应也是还原反应;葡萄糖能与酸发生酯化反应,酯化反应也是取代反应;羟基能与其相连的C原子的邻位C上的H()发生消去反应;综上所述,葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应,D说法正确;
综上所述,本题选B。
12. 已知:pOH=-lg c(OH-),298K时,向20.00mL0.10mol•L-1氨水中滴入0.10mol•L-1的盐酸,溶液的pH和pOH与加入盐酸体积关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线PJN表示溶液中pH的变化
B. M点水的电离程度比N点大
C. M、P两点的数值之和a+b=14
D. pH与pOH交叉点J对应的V(盐酸)=20.00mL
【答案】C
【解析】
【详解】A.此滴定实验是用盐酸滴定氨水,氨水显碱性,因此曲线PJN表示的是pOH的变化,故错误;
B.曲线MJQ表示溶液中pH的变化,J点pH=pOH,此时溶液显中性,M点溶液显碱性,溶质为NH3·H2O和NH4Cl,对水的电离起抑制作用,Q点溶液显酸性,溶质可能是NH4Cl和HCl,也可能是NH4Cl,如果Q点溶质为NH4Cl,对水的电离起促进作用,因此可能Q点大于M点,N点与Q点相同,故水的电离程度可能N点大于M点,故错误;
C.根据图象,M点对应pH=a、pOH=b,又是常温下,因此有pH+pOH=14,故正确;
D.交叉点表示溶液显中性,因为NH3·H2O是弱碱,此时的溶质为NH3·H2O和NH4Cl,消耗盐酸的体积小于20.00mL,故错误。
故选C。
13. 已知在一定条件下,反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),某实验小组测得X的转化率(α)在不同温度与压强(p)下的实验数据,三者之间关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中A、B两点对应的平衡常数相等
B. 上述反应在达到平衡后,缩小体积,Y的转化率提高
C. 升高温度,正、逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动
D. 将2.0molX、6.0molY置于密闭容器中发生反应,放出的热量为2akJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.平衡常数与温度有关,与压强无关,A、B两点温度不同,则平衡常数不同,故A错误;
B.该反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,Y的转化率提高,故B正确;
C.正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,且正、逆反应速率均增大,故C错误;
D.可逆反应不能完全转化,且物质的量与热量成正比,则2.0molX、6.0molY置于密闭容器中发生反应,放出的热量小于2a kJ,故D错误。
答案选B。
14. 法国、美国、荷兰的三位科学家因研究“分子机器的设计与合成”获得诺贝尔化学奖。轮烷是一种分子机器的“轮子”,芳香化合物a、b、c是合成轮烷的三种原料,其结构如下图所示。下列说法不正确的是
A. b、c互为同分异构体
B. a、c分子中所有碳原子均有可能处于同一平面上
C. a、b、c均能发生氧化反应、加成反应、加聚反应和酯化反应
D. a、b、c均能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A. 由结构简式可知,b、c分子式均为C10H12O、结构不同,则互为同分异构体,A正确;
B.苯环、碳碳双键、羰基是平面结构、则a、c分子中所有碳原子均有可能处于同一平面上,B正确;
C. a、b、c均含碳碳双键,均能发生氧化反应、加成反应、加聚反应,c含羟基能发生酯化反应、a和b均不能发生酯化反应,C不正确;
D. a、b、c均含碳碳双键,能发生氧化反应、加成反应,故能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;
答案选C。
15. 据国际能源署预测,2050年氢燃料电池汽车的比重将提高至15%。
Ⅰ.天然气()和重整制氢
反应①:
反应②:
(1)已知 ,相关物质的燃烧热如下表,则___________。
物质
燃烧热()
890.3
282.8
285.8
(2)700℃时,若只发生反应①,现向一恒容容器中投入1MPa 和3MPa ,达到平衡时CO的分压为a MPa,则反应①的平衡常数___________
(3)平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。请从平衡移动的角度解释时,的平衡产率几乎不变的原因。
___________
(4)已知反应③: 。研究发现加入适量CaO有利于重整制氢,如图1所示。加入CaO的优点有___________(填字母)。
A. 促进反应②平衡正向移动,提高的平衡产率
B. 消耗,提高的纯度
C. 反应③放热,为重整体系提供能量
D. 减少排放,有利于碳中和
Ⅱ.氨硼烷(,熔点104℃)水解制氢
(5)1mol 完全水解可以生成3mol 和一种可溶性的含氧酸盐(N、B均未变价),请写出完全水解的离子反应方程式:___________。
(6)吉林大学于吉红院士团队研究发现Rt催化剂上的水解速度主要受和脱氢反应的影响,如图2所示。请写出决速步的化学反应方程式:___________。
【答案】(1)+205.9
(2)
(3)>0、<0,温度升高,反应①平衡正向移动,H2产率增大;反应②平衡逆向移动,H2产率减小;T>600℃时,温度对二者的影响程度相当,故H2平衡产率几乎不变 (4)ABCD
(5)NH3BH3+2H2O=+
(6)H2O*=OH*+H*
【解析】
【小问1详解】
天然气(CH4)和H2O重整制氢反应①: ;反应②: ;已知③:,由相关物质的燃烧热得④ ;⑤ ,根据盖斯定律①+②-③×2=④-⑤可得 =,则=+205.9。
【小问2详解】
根据已知条件列出“三段式”:
则反应①的平衡常数。
【小问3详解】
H2的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。从平衡移动的角度解释T>600℃时,H2的平衡产率几乎不变的原因>0、<0,温度升高,反应①平衡正向移动,H2产率增大;反应②平衡逆向移动,H2产率减小;T>600℃时,温度对二者的影响程度相当,故H2平衡产率几乎不变。
【小问4详解】
A.CaO与CO2反应生成CaCO3,CO2得浓度降低,促进反应②平衡正向移动,提高H2的平衡产率,故A正确;
B.CaO与CO2反应生成CaCO3,消耗CO2,利于得较纯的氢气,提高H2的纯度,故B正确;
C.已知反应③: ,该反应为放热反应,加入CaO可以为重整体系提供能量,故C正确;
D.CaO与CO2反应生成CaCO3,消耗二氧化碳,减少CO2排放,有利于碳中和,故D正确;
故答案为:ABCD。
【小问5详解】
1molNH3BH3完全水解可以生成3molH2和一种可溶性的含氧酸盐硼酸铵(N、B均未变价)NH4BO2,NH3BH3完全水解的离子反应方程式NH3BH3+2H2O=+。
【小问6详解】
Pt催化剂上NH3BH3的水解速度主要受H2O和NH3BH3脱氢反应的影响,如图2所示,活化能最大为0.23eV-(-0.56eV)=0.79eV,决速步的化学反应方程式H2O*=OH*+H*。
16. 磷矿是重要的化工矿物原料,贵州磷矿储量丰富。磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]是一种磷肥。某工厂利用磷矿(含Ca、P、Fe、Mg、Si 等元素)进行综合生产的部分流程如下:
已知: Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38, Ksp[Mg(OH)2]= 1 ×10-11。
回答下列问题:
(1)为提高浸出效率,酸浸前要对磷矿石进行___________ (填一种处理方法),用离子方程式说明酸浸时通入O2的目的___________,滤渣 1的主要成分是___________。
(2)当溶液中的离子浓度低于1×10-5mol·L-1时,可认为沉淀完全。若酸浸氧化后的溶液中c(Mg2+)=0.1 mol·L-1,则向该溶液加入NaOH使Fe(OH)3完全沉淀时pH范围为___________。
(3)为使Ca3(PO4)2与H3PO4完全反应生成Ca(H2PO4)2,二者物质的量之比为___________。
(4)经实验测试,石灰乳的用量对磷酸二氢钙的产率有一定影响。在磷矿粉用量50 g、硫酸质量分数为60%、反应时间1.0 h、反应温度60°C条件下测试的结果如图所示,可知该条件下石灰乳的用量选择____为宜,石灰乳用量过多导致磷酸二氢钙产率下降的原因可能是____。
(5)LiFePO4可用于制作锂电池,该物质可由FePO4、Li2CO3与H2C2O4在高温下反应制得,产物中有CO2生成,该化学反应方程式为___________。
【答案】(1) ①. 粉碎 ②. 4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O ③. SiO2或难溶性硅酸盐
(2)3<pH<9 (3)1:4
(4) ①. 7g ②. 石灰乳是碱性物质,当OH-过多时会与溶液中的磷酸反应,使磷酸的量减少,导致磷酸二氢钙的产率下降
(5)2FePO4+ Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+3CO2↑+H2O
【解析】
【分析】磷矿含P2O5、FeO、MgO、SiO2等,酸浸时,五氧化二磷转化为磷酸,FeO、MgO溶解形成Fe2+、Mg2+,通入氧气将Fe2+氧化为Fe3+,二氧化硅不反应形成滤渣,过滤分离,滤液加入NaOH溶液,Fe3+先沉淀、Mg2+后沉淀,故滤渣是Fe(OH)3、Mg(OH)2,滤液分为两份,一份加入石灰乳生成Ca3(PO4)2,另一份酸化、除杂得到H3PO4,再将二者混合反应生成Ca(H2PO4)2。
【小问1详解】
为提高浸出效率,酸浸前要对磷矿石进行粉碎,增大接触面积,使反应更充分;用离子方程式说明酸浸时通入O2的目的是将亚铁离子氧化4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O,滤渣 1的主要成分是SiO2或难溶性硅酸盐。故答案为:粉碎;4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O;SiO2或难溶性硅酸盐;
【小问2详解】
当溶液中的离子浓度低于1×10-5mol·L-1时,可认为沉淀完全, Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,c(Fe3+)×c3(OH-)=1.0×10-38;c3(OH-)==1.0×10-33;c(OH-)=1×10-11mol/L;水溶液中的离子积c(H+)×c(OH-)=10-14;c(H+)=1×10-3mol/L,则pH=3.0;若酸浸氧化后的溶液中c(Mg2+)=0.1 mol·L-1, Ksp[Mg(OH)2]= 1 ×10-11,c(Mg2+)×c2(OH-)=1×10-11;c2(OH-)==10-10;得到c(OH-)=10-5mol/L,依据水溶液中的离子积c(H+)×c(OH-)=10-14;求得c(H+)=10-9mol/L,溶液pH=9,则向该溶液加入NaOH使Fe(OH)3完全沉淀时pH范围为3<pH<9。故答案为:3<pH<9;
【小问3详解】
为使Ca3(PO4)2与H3PO4完全反应生成Ca(H2PO4)2,Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2,二者物质的量之比为1:4。故答案为:1:4;
【小问4详解】
经实验测试,石灰乳的用量对磷酸二氢钙的产率有一定影响。在磷矿粉用量50 g、硫酸质量分数为60%、反应时间1.0 h、反应温度60°C条件下测试的结果如图所示,可知该条件下石灰乳的用量选择7g为宜,此时磷酸二氢钙产率达到最大值为80%,石灰乳用量过多导致磷酸二氢钙产率下降的原因可能是石灰乳是碱性物质,当OH-过多时会与溶液中的磷酸反应,使磷酸的量减少,导致磷酸二氢钙的产率下降。故答案为:7g;石灰乳是碱性物质,当OH-过多时会与溶液中的磷酸反应,使磷酸的量减少,导致磷酸二氢钙的产率下降;
【小问5详解】
LiFePO4可用于制作锂电池,该物质可由FePO4、Li2CO3与H2C2O4在高温下反应制得,产物中有CO2和水生成,该化学反应方程式为2FePO4+ Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O,故答案为:2FePO4+ Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O。
17. (熔点:,沸点:136℃)是制备海绵钛和钛白的主要原料,易水解生成。某同学利用如图装置制备并验证产物CO。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为___________,X中所装的试剂是___________(填名称)。
(2)装置B中收集到的物质是___________(填化学式),此时该物质为___________(填状态)。
(3)能证明有CO生成的实验现象是___________。
(4)下列装置可以代替装置F是___________(填标号)。
a. b.
c. d.
(5)产品中
含量测定:
取产品于烧瓶中,向安全漏斗中加入足量蒸馏水后,立即夹紧弹簧夹,充分反应后将安全漏斗中液体及烧瓶中混合物全部转入锥形瓶中,滴加几滴指示剂,用的溶液滴定至终点,消耗溶液VmL。
①与反应的化学方程式为___________。
②安全漏斗中的水在本实验中的作用除液封、作反应物外,还能___________。
③该产品的纯度为___________%。
【答案】(1) ①. 球形干燥管 ②. 碱石灰
(2) ①. ②. 液态
(3)装置D中黑色粉末变为红色,装置E中溶液变浑浊
(4)bd (5) ①. ②. 吸收HCl ③.
【解析】
【分析】洁净的氯气通入A装置中与和C加热条件下反应生成和CO,产物进入B中,利用冰水浴冷凝收集,过量的氯气被C中碱石灰吸收,CO进入D中与CuO反应生成Cu和二氧化碳,通过E中澄清石灰水检验生成的二氧化碳气体,过量的CO用F装置排水法收集,据此分析解答;
【小问1详解】
仪器X的名称为球形干燥管;X中盛装碱石灰,用于吸收未反应的氯气;
【小问2详解】
(熔点:,沸点:136℃),在冰水浴条件下冷凝为液态,故B装置中收集到的是液态;
【小问3详解】
CO进入装置D中与CuO反应生成Cu,黑色粉末变为红色,生成的二氧化碳进入装置E中溶液变浑浊,据此可证明生成CO;
【小问4详解】
装置F的目的是处理尾气CO,因CO不溶于水,且可燃,可用排水法收集或用点燃法除去,结合图示可知bd正确;
【小问5详解】
①与反应生成和HCl,反应方程式为:;
②安全漏斗中的水在本实验中的作用除液封、作反应物外,还能吸收反应生成的HCl,防止污染空气;
③根据关系式:,故,故产品纯度为。
18. 1,3,4-噁二唑类化合物因具有独特的生物活性和光学活性而被广泛研究,该类化合物在农药、医药、材料等领域有广泛应用,其中化合物H对甜瓜果斑病的防效高达91.71%,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_____,A→B所需试剂及反应条件为_____。
(2)B中含氧官能团的名称为_____,H的分子式为_____。
(3)C→E的反应类型为_____。反应物按物质的量之比1∶1投料,生成E的过程中可能生成副产物的结构简式为(不考虑成环反应)_____(任写一种)。
(4)试剂G的分子式为,则F→H的化学方程式为_____。
(5)F是化合物I的一氯代物,则符合下列条件的I的同分异构体有_____种(不包含立体异构)。
①苯环上有两个-NH2,且这两个-NH2中的氢原子在I的核磁共振氢谱图中只占有一组峰;
②含碳碳三键;
③能与银氨溶液反应。
(6)己二酸二酰肼( )主要用于环氧粉末涂料固化剂及涂料助剂。参照上述合成路线和信息,设计由1,6-己二醇、甲醇和为原料制备己二酸二酰肼的合成路线:_____(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 邻甲基苯甲酸(或2−甲基苯甲酸) ②. 乙醇、浓硫酸,加热
(2) ①. 酯基 ②.
(3) ①. 取代反应 ②. (或或)
(4)++NaCl
(5)14 (6)
【解析】
【分析】A和乙醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成B,B和N2H4∙H2O反应生成C,C发生取代反应生成E,E在POCl3作用下反应生成F,F和发生反应生成H。
【小问1详解】
根据A的结构简式得到A的化学名称为邻甲基苯甲酸(或2−甲基苯甲酸),A→B是A和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成B,则A→B所需试剂及反应条件为乙醇、浓硫酸,加热;故答案为:邻甲基苯甲酸(或2−甲基苯甲酸);乙醇、浓硫酸,加热。
【小问2详解】
根据B的结构简式得到B中含氧官能团的名称为酯基,根据H的结构简式得到H的分子式为;故答案为:酯基;。
【小问3详解】
C中−NH2中的氢原子被−CH2COCl取代,因此C→E的反应类型为取代反应。反应物按物质的量之比1∶1投料,生成E的过程中可能是取代左边那个氮上的氢,其生成副产物的结构简式为(不考虑成环反应)(或或);故答案为:取代反应; (或 或)。
【小问4详解】
试剂G的分子式为,根据H的结构得到G为,则F→H的化学方程式为+ +NaCl;故答案为: + +NaCl。
【小问5详解】
F()是化合物I的一氯代物,则符合下列条件①苯环上有两个-NH2,且这两个-NH2中的氢原子在I的核磁共振氢谱图中只占有一组峰,说明两个-NH2在间位,具有对称性;②含碳碳三键;③能与银氨溶液反应,说明含有醛基;其结构简式为:、、、、、、、、、、、、、。共14种;故答案为14。
【小问6详解】
和氧气在催化剂作用下反应生成 ,和银氨溶液加热条件下反应,再酸化得到 , 和甲醇在浓硫酸加热条件下反应生成 ,和N2H4∙H2O反应生成 , 其合成路线为: ;故答案为: 。
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