精品解析:湖南省益阳市第一中学2023-2024学年高二下学期期末考试化学试题
2024-08-07
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 益阳市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.93 MB |
| 发布时间 | 2024-08-07 |
| 更新时间 | 2026-03-12 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-08-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46719272.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
益阳一中2023-2024学年下学期期末考试
高二化学试题
满分:100分 时间:75分钟
一、选择题(共18题,共54分)
1. 海水晒盐得到NaCl与卤水。氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到Cl2和NaOH,Cl2与NaOH溶液反应可制取漂白剂;以NaCl、NH3、CO2等为原料可得到NaHCO3,NaHCO3可用于治疗胃酸过多。利用Cl2的氧化性可提取卤水中的溴元素,Br和Cl都位于元素周期表VIIA族,Br位于Cl的下一周期;从卤水中也可提取镁。Cl和Br原子结构中相同的是
A. 核电荷数 B. 电子层数 C. 电子数 D. 最外层电子数
【答案】D
【解析】
【分析】Br和Cl都位于元素周期表VIIA族,最外层电子数相同,都是7。
【详解】A.Br和Cl是两种不同元素,核电荷数不同,A错误;
B.Br和Cl分别位于第四周期和第三周期,故电子层数不同,B错误;
C.Br和Cl是两种元素,核电荷数不同,电子数不同,C错误;
D.Br和Cl最外层电子数都是7,D正确;
故答案为:D。
2. 化学与科学、社会、历史密切相关,下列叙述错误的是
A. 人民币印钞纸的主要成分为新疆棉花,主要成分是棉纤维和亚麻纤维
B. 三星堆出土的青铜器是铜、锡、铬按一定比例熔炼而得的化合物
C. 敦煌壁画颜料之一云母为聚硅酸盐,其阴离子以硅氧四面体为结构单元构成
D. 薯片长时间开封存放,会发出一股难闻气味,这是油脂被氧化的结果
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.棉花的主要成分是天然纤维素,故A正确;
B.青铜器是合金不是化合物,故B错误;
C.聚硅酸根离子中Si、O之间以单键相连,形成硅氧四面体结构单元,故C正确;
D.薯片属于油炸食品,长期暴露在空气中,油脂会被氧气氧化,导致其腐败变质发生难闻气味,故D正确;
故选:B。
3. 2021年9月我国科学院天津工业生物所等科学团队首次在实验室中实现从二氧化碳到淀粉的全合成,合成路径如下所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 淀粉的分子式是()
B. 1molDHA与足量乙酸发生取代反应,消耗乙酸分子数目为
C. 常温常压下,气体所含碳原子数等于
D. 反应②中,生成HCHO时转移电子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉的分子式是(C6H10O5)n,故A错误;
B.由结构可知,DHA(二羟基丙酮)分子中含有2个醇羟基,1 mol醇羟基可与1 mol乙酸发生取代(酯化)反应,因此1 mol DHA与足量乙酸反应,消耗乙酸的分子数最多为,但由于该反应可逆,消耗乙酸分子数目小于,故B错误;
C.常温常压下,22.4L的CO2的物质的量无法用气体摩尔体积公式换算,故C错误;
D.3.2g的CH3OH为0.1mol,CH3OH中C的化合价为—2价,HCHO中C的化合价为0价,1mol的CH3OH转变为1mol的HCHO时转移电子数为2NA,那么0.1molCH3OH反应时转移电子数为0.2NA,故D正确;
故本题选D。
4. 下列情形中,相同材质的铁最不易被腐蚀的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中的铁勺和铜盆以及食醋一同构成原电池,铁勺做原电池的负极,发生氧化反应,腐蚀较快,A项错误;
B.铁做负极、合金中的碳等材料做正极,食盐水为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,B项错误;
C.图中的塑料盆不导电,铁球表面镀了层铜,可以起到防腐蚀的作用,因此腐蚀速很慢,C项正确;
D.酸雨为电解质溶液,可以和金属铁之间反应,金属铁发生化学腐蚀,D项错误;
答案选C。
5. 如图所示,甲乙两装置的电极材料和电解质溶液均相同,则两装置中相同的是( )
A. 在碳电极上所发生的电极反应 B. 在铁电极附近的溶液先变红色
C. 铁极与导线连接处的电流方向 D. 碳电极既不会变大也不会减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲中形成原电池,石墨电极为正极,氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,乙中形成电解池,石墨是阳极,氯离子放电生成氯气,电极反应不同,故A错误;
B.甲中形成原电池,石墨电极为正极,氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,则石墨电极附近的溶液先变红色,乙中形成电解池,铁是阴极,氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧根离子,则在铁电极附近的溶液先变红色,故B错误;
C.甲中形成原电池,电流由正极石墨经导线流向铁,乙中形成电解池,电流由铁流向负极,则铁极与导线连接处的电流方向不同,故C错误;
D.甲乙装置,碳电极都没有参加反应,甲中石墨电极为正极,氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,乙中石墨是阳极,氯离子放电生成氯气,则碳电极既不会变大也不会减小,故D正确;
故选:D。
6. 化合物[Z3(YX4)2•W2X]是一种重要的矿物资源,可用于制造含Y化肥。W、X、Y、Z为元素周期表前20号元素,原子序数依次增加,只有一种金属元素,其中元素Z与X质子数之和是Y与W质子数之差的2倍。下列说法错误的是
A. Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
B. X的简单氢化物的稳定性比Y的强
C. 简单离子的半径:Z>Y>X>W
D. Z与X可以形成既有离子键又有共价键的化合物
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为元素周期表前20号元素,原子序数依次增加,只有一种金属元素,结合Z3(YX4)2•W2X化学式可知,推测W为氢、X为氧;可用于制造含Y化肥,且Z3(YX4)2•W2X中Z为+2价、YX4原子团显-3价,则Y为磷;其中元素Z与X质子数之和是Y与W质子数之差的2倍,则XZ的质子数之和为28,那么Z为钙;检查推理正确;
【详解】A.Y的最高价氧化物的水化物是磷酸,磷酸为中强酸,A正确;
B.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,则O的简单氢化物的稳定性比P的强,B正确;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;简单离子的半径:P3->Ca2+>O2->H+,C错误;
D.Z与X可以形成既有离子键又有共价键的化合物,例如过氧化钙CaO2,D正确;
故选C。
7. 下列关于烷烃的命名正确的是
A. 2,3,4—三甲基丁烷 B. 2—甲基—3—乙基戊烷
C. 4—甲基戊烷 D. 2—乙基丁烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.2,3,4—三甲基丁烷的命名不符合主链碳原子个数最多的原则,正确名称为2,3—二甲基戊烷,故A错误;
B.2—甲基—3—乙基戊烷符合烷烃的系统命名法原则,故B正确;
C.4—甲基戊烷的命名不符合取代基位次最小的原则,正确名称为2—甲基戊烷,故C错误;
D.2—乙基丁烷的命名不符合主链碳原子个数最多的原则,正确名称为3—甲基戊烷,故D错误;
故选B。
8. 化合物M的结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素,Y在自然界中以化合态的形式存在,Z的最外层电子数是其电子层数的3倍。下列说法不正确的是
A. 元素X、元素Z、元素W的单质熔点依次升高
B. X与W所形成的化合物中含有离子键
C. 化合物M中各原子或离子均达到2或8电子稳定结构
D. 当被强碱灼伤时,可用Y的最高价氧化物对应水化物稀溶液处理
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素, Z的最外层电子数是其电子层数的3倍,结合图示可知,Z能够形成两个共价键,则Z应该为O元素,Y在自然界中以化合态的形式存在,结合图示可知,Y为B元素,X的原子序数最小且只能形成一个共价键,X为H元素,W为短周期元素能够形成+1价的阳离子且原子序数大于8,则W为Na元素。综上,X为H元素,Y为B元素,Z为O元素,W为Na元素,据此解答。
【详解】A.元素X、元素Z、元素W的单质分别为氢气、氧气、钠,单质熔点W>Z>X,故A正确;
B.X与W所形成的化合物为NaH,含有离子键,故B正确;
C.化合物M中有2个B原子只形成了3个共价键,没有达到8电子稳定结构,故C错误;
D.当被强碱灼伤时,可用Y的最高价氧化物对应水化物即硼酸稀溶液处理,故D正确;
故答案选C。
9. 氧氟沙星是一种治疗呼吸道感染的抗菌药物,其结构简式如图所示。下列关于氧氟沙星的说法正确的是
A. 属于苯的同系物 B. 可发生取代、加成、氧化、消去反应
C. 能与溶液反应 D. 分子中所有原子可能处于同一平面
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质除含有苯环外还含有O、N、F原子,不是苯的同系物,A项错误;
B.该物质中F原子连接的碳相邻的碳上没有H原子,没有醇羟基等,不可发生消去反应,B项错误;
C.分子中含有羧基,羧基能与溶液反应,C项正确;
D.该物质的分子中含有甲基,所有原子不可能处于同一平面,D项错误;
答案选C。
10. 甲酸()可在纳米级表面分解为活性和,经下列历程实现的催化还原。已知(Ⅱ)、(Ⅲ)表示中二价铁和三价铁。下列说法正确的是
A. 生产中将催化剂处理成纳米级颗粒对甲酸分解的速率无影响
B. 在整个历程中,每可还原
C. 分解时,既有极性共价键又有非极性共价键发生断裂
D. 反应历程中生成的可调节体系,有增强氧化性的作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大接触面积,增大甲酸分解的速率,故A错误;
B.整个历程中,1molH2失电子形成2molH+转移2mole-,1mol最终得电子形成0.5molN2转移5mole-,所以1molH2可以还原0.4mol,故B错误;
C.HCOOH分解产生CO2和H2,所以会发生碳氢键和氢氧键的断裂,只有极性共价键发生了断裂,故C错误;
D.与在氧化Fe2+的过程中需要消耗氢离子,pH值降低,但H2还原Fe3+过程中生成H+,所以生成的氢离子可以起到调节pH的作用,有增强氧化性的作用,故D正确;
故选D。
11. 柠檬酸苯甲酯是一种重要的有机物,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 柠檬酸苯甲酯的所有碳原子可以共平面
B. 1mol柠檬酸苯甲酯最多能与6molH2发生加成反应
C. 柠檬酸苯甲酯能发生取代反应、氧化反应
D. 1mol柠檬酸苯甲酯与足量的氢氧化钠溶液反应,消耗4molNaOH
【答案】C
【解析】
【详解】A.含有多个饱和碳原子,具有四面体的结构特征,则所有的碳原子不可能共平面,故A错误;
B.只有苯环与氢气发生加成反应,则1mol柠檬酸苯甲酯与足量H2加成,最多消耗3molH2,故B错误;
C.柠檬酸苯甲酯含有羧基,能与醇类发生取代反应,能燃烧,发生氧化反应,故C正确;
D.能与氢氧化钠溶液反应的为羧基、酯基,则1mol柠檬酸苯甲酯与足量的氢氧化钠溶液反应时,消耗3mol NaOH,故D错误;
故选:C。
12. 高分子修饰指对高聚物进行处理,接上不同取代基改变其性能。我国高分子科学家对聚乙烯进行胺化修饰,并进一步制备新材料,合成路线如下图。
下列说法正确的是
A. a分子的核磁共振氢谱有4组峰
B. 生成高分子b的反应为加聚反应
C. 1mol高分子b最多可与2mol NaOH反应
D. 高分子c的水溶性比聚乙烯的水溶性好
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.a分子中只有两种化学环境的H,其核磁共振氢谱有两组峰,故A错误;
B.从流程中可以看出,生成高分子c的反应为加成反应,故B错误;
C.1mol高分子b中含有的酯基远大于2mol,故与NaOH反应时消耗的NaOH远大于2mol,故C错误;
D.高分子b在碱性条件下水解得到高分子的醇,羟基属于亲水基,水溶性良好,聚乙烯不溶于水,故D正确;
故选D。
13. 是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成,其反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 催化剂降低该反应的活化能,大大缩短达到化学平衡所需的时间
B. 中氮原子上有孤电子对
C. 该过程的总反应式为
D. 由于中存在非极性共价键,所以易溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂能降低该反应的活化能,提高活化分子的百分数,增大反应速率,大大缩短达到化学平衡所需的时间,A项正确;
B.中氮原子上没有孤电子对,只有一个未成对的电子,B项错误;
C.从整个过程来看,4个失去了2个电子,生成了1个和2个,是催化剂,该过程的总反应式为,C项错误;
D.由于中的能与水分子间形成氢键,所以易溶于水,D项错误;
答案选A。
14. 电解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛(),电极材料均为石墨。下列说法错误的是
A. 电极d为阴极
B. 装置工作时,乙室溶液pH增大
C. 电极c的电极反应式为 +2H+
D. 合成1mol扑热息痛,理论上甲室质量增重96g
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知,右侧装置为电解池,则左侧装置为原电池。由迁移的方向,可确定a极为负极,b极为正极,c极为阳极,d极为阴极。
【详解】A.由分析可知,电极d为阴极,A正确;
B.装置工作时,乙室发生反应:H2O2+2e-+2H+=2H2O,反应需要消耗H+,溶液pH增大,B正确;
C.电极c为阳极,CH3CN在电极上失电子产物与苯酚等反应,生成等,电极反应式为 +2H+,C正确;
D.a极为负极,H2O2失电子生成H2O和O2,电极反应式为H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑,合成1mol扑热息痛,需要转移2mole-,理论上有1mol由乙室转移入甲室,同时甲室生成1molO2,则甲室质量增重1mol×96g/mol-1mol×32g/mol=64g,D错误;
故选D。
15. N-甲基咪唑的结构简式为:,且4个碳原子和2个氮原子共平面,下列说法不正确的是
A. 电负性:H<C<N<O
B. 咪唑分子中存在大π键
C. N-甲基咪唑分子中氮原子的杂化方式为、
D. N-甲基咪唑可以做配位体形成配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,则元素的电负性:H<C<N<O,A项正确;
B.由共平面结构式可知,N﹣甲基咪唑分子中的大π键由2个N与3个C原子形成,6个电子形成,故表示为,B项正确;
C.因为4个碳原子和2个氮原子共平面,故N原子均为杂化,C项错误;
D.由结构式可知,N原子中存在孤电子对,所以N﹣甲基咪唑可以作为配体形成配合物,D项正确;
故答案选C。
16. 近期,天津大学张兵教授等人通过将二氧化碳电还原反应与辛胺氧化反应耦合,实现了两电极体系中甲酸和辛腈的高选择性合成.反应体系示意图如图所示:
下列说法正确的是
A. 电极b与电源负极相连
B. 转移1mol电子可消耗11.2LCO2(标况下)
C. Al与Ga是相邻同主族元素,其原子序数相差8
D. 该反应装置能有效利用CO2,从而减弱因CO2导致的酸雨问题
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据从左向右迁移,可知a是阴极,b是阳极,则b应该与电源正极相连,A错误;
B.,可知每转移电子,消耗,即标况下,B正确;
C.原子序数为13,的原子序数为31,其原子序数差18,C错误;
D.不会引起酸雨,D错误;
故选B。
17. 配位化合物X由配体和具有正四面体结构的组成。化合物X晶体具有面心立方结构,其晶胞由8个结构相似的组成单元(如图)构成。
下列有关说法错误的是
A. 每个中采取杂化的C原子数目为8个
B. 每个中C与O之间形成键的数目为8个
C. X晶胞中与同一配体相连的两个的取向不同
D. X晶体中的配位数为2
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物中成双键的碳原子采取sp2杂化,由图可知每个L2-中有8个双键碳,因此每个中采取杂化的C原子数目为8个,A正确;
B.由图可知,每个L2-中存在6个碳氧单键和2个碳氧双键,因此每个中C与O之间形成键的数目为8个,B正确;
C.为正四面体结构,由X晶胞对角面示意图可知,与同一配体相连的两个的取向不同,C正确;
D.由图可知,1个上、下、左、右、前、后共有6个,每个与[Zn4O]6+形成2个配位键,1个含有4个配位键,则1个中形成的配位键数目为,1个的配位数为4,D正确;
故选D。
18. 一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如下图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是
A. 该晶体中存在N-H…O氢键 B. 基态原子的第一电离能:
C. 基态原子未成对电子数: D. 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.由晶体结构图可知,中的的与中的形成氢键,因此,该晶体中存在氢键,A说法正确;
B.同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N,B说法不正确;
C.B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,因此,基态原子未成对电子数B<C=O<N,C说法不正确;
D.为平面结构,则其中的C和N原子轨道杂化类型均为;中B与4个O形成了4个σ键,B没有孤电子对,则B的原子轨道杂化类型为;中O分别与B和C形成了2个σ键,O原子还有2个孤电子对,则O的原子轨道的杂化类型均为;综上所述,晶体中B、О和N原子轨道的杂化类型不相同,D说法不正确;
综上所述,本题选A。
二、非选择题(共44分)
19. 硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取七水硫酸镁的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)硼与浓的氢氧化钠溶液在加热条件下有类似硅的反应,反应后硼元素以BO形式存在于溶液中,写出硼与浓的氢氧化钠溶液反应的化学方程式:_______。
(2) Na2B4O7易溶于水,较易发生水解:B4O+7H2O⇌4H3BO3(硼酸) +2OH- (硼酸在常温下溶解度较小)。则滤渣I中除CaSO4外还有_______、_______(填化学式)。
(3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为_______。
(4)工艺流程中“调pH”应不低于_______。 (已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0 ×10-33;当溶液中离子浓度小于等于1 ×10-6mol·L-1时认为该离子沉淀完全)。“煮沸”的目的是_______。
(5)该工艺流程中包含多次过滤操作,实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为_______。
(6)我国科学家研发出以惰性电极材料电解NaBO2的碱性溶液制备NaBH4的方法。阴极产生NaBH4则阳极的电极反应式为。_______。
【答案】 ①. 2B+ 2NaOH(浓)+2H2O2NaBO2 +3H2↑ ②. SiO2 H3BO3 ③. 2Fe2+ +ClO-+2H+=2Fe3+ +Cl-+ H2O ④. 5 ⑤. 使Al3+、Fe3+充分沉淀 ⑥. 防止生成Fe(OH)3和Al(OH)3胶体 ⑦. 沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,静置,让水自然流下,重复,上述操作2~3次 ⑧. 4OH--4e-=O2↑+2H2O
【解析】
【分析】硼镁泥主要成份是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,加入硫酸,Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应,由于SiO2不与硫酸反应,CaSO4是微溶的,硼酸在常温下溶解度较小,所以过滤后,滤渣I为SiO2、CaSO4和H3BO3,次氯酸钠具有强氧化性,加入的NaClO可把亚铁离子氧化成铁离子,加MgO调节pH,溶液pH升高,Fe3+生成氢氧化铁沉淀,Al3+生成氢氧化铝沉淀,过滤,滤渣II含有Fe(OH)3、Al(OH)3,滤液中含镁离子、硫酸根离子,蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体;据此解答。
【详解】(1)硼与浓的氢氧化钠溶液在加热条件下有类似硅的反应,反应后硼元素以BO形式存在于溶液中,则B与浓NaOH在加热条件下发生反应,生成NaBO2和H2,化学方程式为2B+ 2NaOH(浓)+2H2O2NaBO2 +3H2↑;
(2)由上述分析可知,滤渣I中除CaSO4外还有SiO2、H3BO3;
(3)氧化过程中NaClO可把亚铁离子氧化成铁离子,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2+ +ClO-+2H+=2Fe3+ +Cl-+ H2O;
(4)由上述分析可知,调pH主要是产生Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3],所以当Al3+完全沉淀时Fe3+也肯定已经完全沉淀,此时c(OH-)==1×10-9mol/L,则c(H+)=1×10-5mol/L,即pH=5,所以当pH不低于5时,Fe3+、Al3+沉淀完全;煮沸可以加快溶液中Fe3+、Al3+形成沉淀,且即便形成胶体也会发生聚沉,从而避免形成Fe(OH)3胶体和Al(OH)3胶体;
(5)实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水浸没沉淀,静置,待水自然流下,重复2~3次;
(6)阴极产生NaBH4说明BO参与的是阴极的反应,则阳极应是溶液中的氢氧根放电生成氧气,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O。
20. CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应:
a)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1
b)CO2g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
c)CO(g)+H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=-45.1kJ/mol
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=___________。
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
反应历程中最小能垒(活化能)E正___________eV。写出历程②的化学方程式___________。
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确有___________。
A. 升高温度,反应b正向移动,反应c逆向移动
B. 加入反应a的催化剂,可以降低反应的活化能及反应热
C. 增大H2的浓度,有利于提高CO2的平衡转化率
D. 及时分离除CH3OH,可以使得反应a的正反应速率增大
(4)加压,甲醇产率将___________;若原料二氧化碳中掺混一氧化碳,随一氧化碳含量的增加,甲醇产率将___________。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。
(5)使用新型催化剂,让1molCO2和3molH2在1L密闭容器中只发生反应a、b,CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。
553K时,若反应后体系的总压为p,反应a的Kp=___________(列出计算式)。(Kp为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以物质的量分数),由上图可知,适宜的反应温度为___________。
【答案】(1)-49.0kJ/mol
(2) ①. 0.61eV ②. HOCO*+H*=CO*+H*+OH* △H=-0. 20NA (eV·mol-1) (3)AC
(4) ①. 升高 ②. 升高
(5) ①. ②. 513
【解析】
【小问1详解】
已知:b)CO2g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
c)CO(g)+H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=-45.1kJ/mol
根据盖斯定律,由b)+ c)2得反应a)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=△H2+ △H32=-49.0kJ/mol;
小问2详解】
“该历程中最小能垒(活化能)”,为能量上升阶段,可知最小的活化能为1.08到1.69阶段,等于0.61eV;
历程②是HOCO*+H*=CO*+H*+OH*反应时由相对能量0.07eV升至0.75eV 的过渡态2再降至-0.13eV。E正=(-0.13)-0.07=-0. 20 (ev),反应的化学方程式为HOCO*+H*=CO*+H*+OH* △H=-0. 20NA (eV·mol-1);
【小问3详解】
A.反应b为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,反应c为放热反应,升高温度平衡逆向移动,选项A正确;
B. 加入反应a的催化剂,可以降低反应的活化能但不能改变反应的反应热,选项B错误;
C. 增大H2的浓度,反应a、b均正向移动,有利于提高CO2的平衡转化率,选项C正确;
D. 及时分离除CH3OH,反应物浓度降低,最终反应a的反应速率降低,选项D错误;
答案选AC:
【小问4详解】
反应a、c均为气体体积缩小的反应,加压,平衡均正向移动,甲醇产率将升高;若原料二氧化碳中掺混一氧化碳,随一氧化碳含量的增加,反应b逆向移动,反应a、c正向移动,甲醇产率将升高;
【小问5详解】
根据图中信息可知,553K时,反应a平衡时CO2的转化率为20%,则平衡时CO2的物质的量为1mol(1-20%)=0.8mol,利用三段式可得:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
若反应后体系的总压为p,各物质的分压分别为p(CO2)=、p(H2)=、p(CH3OH)=、p(H2O)=,反应a的Kp=;
当温度升高时反应a平衡逆向移动,而反应b平衡正向移动且幅度更大,所以CO2的转化率增加,但甲醇的选择性却降低,故适宜的反应温度为513K。
21. 2017年4月26日,海军成立68周年时,我国第一艘国产航母成功下水。建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击,航母的甲板要耐高温,航母的外壳要耐腐蚀。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强,Ni2+最高能级电子的运动状态有___________种,铬元素在周期表中___________区。
(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷(结构如下图所示),其中C原子杂化方式为___________杂化。
(3)海洋是元素的摇篮,海水中含有大量卤族元素。
①根据下表数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是___________(填元素符号)。
氟
氯
溴
碘
第一电离能(kJ/mol)
1681
1251
1140
1008
②根据价层电子对互斥理论,预测ClO的空间构型为___________形,写出一个C1O的等电子体的化学符号___________。
③已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6()和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸。请比较二者酸性强弱:H5IO6___________HIO4(填“>”“<”或“= ”)。
(4)海底金属软泥是在洋海底覆盖着的一层红棕色沉积物,蕴藏着大量的资源,含有硅、氧化铁、锰、锌等。Zn2+与S2-形成的一种晶体结构如图所示(黑球表示Zn2+,白球表示S2-)。则该晶体中与Zn2+等距且最近的S2-形成的立体图形为___________。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,该晶体中Zn2+和S2-原子之间的最短距离为体对角线的1/4,则该晶体中S2-和Zn2+之间的最短距离为___________pm。(写出计算式即可)
【答案】(1) ①. 8 ②. d
(2)sp3 (3) ①. I ②. 三角锥 ③. SO ④. <
(4) ①. 正四面体形 ②. ××1010(或××1010)
【解析】
【小问1详解】
Ni原子核电荷数为28,基态原子电子排布为[Ar]3d84s2,Ni2+电子排布为[Ar]3d8,最高能级电子的运动状态有8种,铬元素在周期表中d区;故答案为:8;d。
【小问2详解】
聚硅氧烷中C形成4个单键,所以C的杂化方式为sp3;故答案为:sp3。
【小问3详解】
①卤族元素包含:F、Cl、Br、I、At元素,元素的第一电离能越小,元素失电子能力越强,得电子能力越弱,则越容易形成阳离子,根据表中数据知,卤族元素中第一电离能最小的是I元素,则碘元素易失电子生成简单阳离子;故答案为:I。
②ClO的成键电子对数为3,孤电子对数为1,由m+n=4,为空间四面体模型,而该分子中含有一对孤电子对,则变为三角锥形;等电子体是指原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,则与C1O互为等电子体的是SO;故答案为: 三角锥;SO。
③H5IO6()中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,HIO4为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子3个,所以酸性: H5IO6<HIO4;故答案为:<。
【小问4详解】
根据晶胞可知,则该晶体中与Zn2+等距且最近的S2-形成的立体图形为正四面体形 ;该晶体中含有Zn2+个数为4,S2-个数为8×+6×=4,即该晶胞中有4个ZnS;设晶胞的棱长为xcm,则晶胞的体积为x3=,体对角线长度为xcm,由于该晶体中Zn2+和S2-原子之间的最短距离为体对角线的1/4,所以该晶体中S2-和Zn2+之间的最短距离为=×= ××1010 pm;故答案为:××1010(或××1010)。
【点睛】明确晶胞中每个原子被几个晶胞占有是解本题关键;利用均摊法计算晶胞中原子个数,正方体中,顶点上的原子被8个晶胞占有,面上的原子被2个晶胞占有,棱上的原子被4个晶胞占有,占有a图中顶点上的原子被6个晶胞占有。
22. Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境下易分解生成S和SO2。某小组设计了如下实验装置制备Na2S2O3(夹持及加热仪器略),总反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。回答下列问题:
(1)装置A的作用是制备______________,反应的化学方程式为______________。
(2)完成下表实验过程:
操作步骤
装置C的实验现象
解释原因
检查装置气密性后,添加药品
pH计读数约为13
用离子方程式表示(以S2-为例):
①_________
打开K2,关闭K3,调节K1使硫酸缓慢匀速滴下
ⅰ.导管口有气泡冒出,②________
ⅱ.pH计读数逐渐
③_______
反应分步进行:
Na2CO3+SO2= Na2SO3+CO2
2Na2S+3SO2= 2Na2SO3+3S↓
Na2SO3+S = Na2S2O3(较慢)
当pH计读数接近7时,立即停止通SO2,操作是
④_________
必须立即停止通SO2的原因是:
⑤_________
(3)Na2S2O3有还原性,可作脱氯剂。向Na2S2O3溶液中通入少量Cl2,某同学预测S2O转变为SO,设计实验验证该预测:取少量反应后的溶液于试管中,______________。
【答案】(1) ①. SO2 ②. H2SO4+Na2SO3=SO2↑+H2O+Na2SO4
(2) ①. S2-+H2OHS-+OH- ②. 溶液出现淡黄色浑浊,然后逐渐澄清(或浑浊减少) ③. 减小 ④. 关闭K1、K2,打开K3 ⑤. SO2过量会使溶液酸度增加,使产物分解,降低产率
(3)加入过量盐酸,过滤,向滤液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成
【解析】
【分析】装置A中试剂1为浓硫酸,试剂2为Na2SO3,反应生成二氧化硫气体;检查装置气密性后,添加药品,pH计读数约为13,说明溶液显碱性是硫离子水解的原因;打开K2,关闭K3,调节K1使硫酸缓慢匀速滴下,反应分步进行:
Na2CO3+SO2═Na2SO3+CO2
2Na2S+3SO2═2Na2SO3+3S↓
Na2SO3+S═Na2S2O3(较慢)
发生总反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2 ,据此分析反应现象;
当pH计读数接近7时,立即停止通SO2,SO2过量会使溶液酸度增加,使产物分解,降低产率,操作是关闭K1、K2,打开K3;
【小问1详解】
根据装置A中原料,装置A发生Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,因此制备的是SO2;
【小问2详解】
①装置C盛放Na2S和Na2CO3,都属于强碱弱酸盐,S2-、CO32-发生水解,题目中以S2-例,S2-+H2OHS-+OH-,溶液显碱性;
②根据反应分步的方程式,除有气泡冒出外,还有淡黄色沉淀产生,溶液变浑浊,然后溶液变澄清;
③消耗S2-,S2-+H2OHS-+OH-,使反应向逆反应方向进行,c(OH-)降低,pH减小;
④立即停止通SO2,操作是关闭K1、K2,打开K3;
⑤Na2S2O3在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境下易分解生成S和SO2,如果继续通入SO2,造成溶液显酸性,Na2S2O3分解,降低产率;
【小问3详解】
检验SO:先加盐酸酸化,然后再滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,说明含有SO,因此具体操作是:加入过量盐酸,过滤,向滤液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
23. 有机物DBP常用作纤维素树脂和聚氯乙烯的增塑剂,特别适用于硝酸纤维素涂料。具有优良的溶解性、分散性和黏着性。由有机物A和邻二甲苯为原料可以合成DBP。
已知:①
②烃A是有机合成的重要原料。A的质谱图表明其相对分子质量为42,红外光谱表明分子中含有碳碳双键;B能发生银镜反应;有机物c的核磁共振氢谱显示其分子中含有5种氢原子,且其峰面积之比为3:2:2:2:1;DBP分子中苯环上的一溴取代物只有两种。
(1)A的结构简式是___________。
(2)B含有的官能团名称是___________。
(3)有机物C和D反应生成DBP的化学方程式是___________。
(4)下列说法正确的是(选填序号字母)___________。
a.A能发生聚合反应、加成反应和氧化反应
b.和C互为同分异构体,且含有相同官能团的有机物有2种
c.邻二甲苯能氧化生成D说明有机物分子中基团之间存在相互影响
d.1 mol DBP可与含2 mol NaOH的溶液完全反应
(5)工业上常用有机物E(C8H4O3)代替D生产DBP。反应分为两步进行:
①②中间产物+C→DBP
工业生产中在第②步中使用油水分离器将反应过程中生成的水不断从反应体系中分离除去,其目的是___________。
(6)工业上生产有机物E的反应如下:
芳香烃X的一溴取代物只有两种,X的结构简式是___________。
【答案】(1)CH3CH=CH2
(2)醛基 (3)
(4)acd (5)减少生成物,使平衡向右移动
(6)
【解析】
【分析】A的质谱图表明其相对分子质量为42,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,则A为CH3CH=CH2;A发生信息中醛的加成反应生成B且B能发生银镜反应,结合B与氢气发生加成反应生成C,有机物C的核磁共振氢谱显示其分子中含有5种化学环境不同的氢原子,且个数之比为3:2:2:2:1,则B为CH3CH2CH2CHO,C为CH3CH2CH2CH2OH,邻二甲苯发生氧化反应生成D为,C与D发生酯化反应生成DBP为,据此分析解答。
【小问1详解】
通过以上分析知,A结构简式为CH3CH=CH2;
【小问2详解】
B为CH3CH2CH2CHO,B中官能团名称是醛基;
【小问3详解】
该反应方程式为;
【小问4详解】
a.A为CH3CH=CH2,含有碳碳双键,能发生聚合反应、加成反应和氧化反应,故a正确;
b.C为CH3CH2CH2CH2OH,与C互为同分异构体,且含有相同官能团的有机物有CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2C(OH)CH3种、(CH3)2CHCH2(OH)3种,故b错误;
c.因为在烷烃中甲基不能被酸性高锰酸钾氧化,而邻二甲苯能氧化生成D,所以说明有机物分子中基团之间存在影响,故c正确;
d.1mol DBP可与含2mol NaOH的溶液完全反应,故d正确;
故答案为acd;
【小问5详解】
工业生产中在第②步中使用油水分离器将反应过程中生成的水不断从反应体系中分离除去,其目的是减少生成物,使平衡向右移动;
【小问6详解】
工业上生产有机物E的反应如下:2X+9O2 2E+4CO2+4H2O,芳香烃X的一溴取代物只有两种,则X结构简式为。
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益阳一中2023-2024学年下学期期末考试
高二化学试题
满分:100分 时间:75分钟
一、选择题(共18题,共54分)
1. 海水晒盐得到NaCl与卤水。氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到Cl2和NaOH,Cl2与NaOH溶液反应可制取漂白剂;以NaCl、NH3、CO2等为原料可得到NaHCO3,NaHCO3可用于治疗胃酸过多。利用Cl2的氧化性可提取卤水中的溴元素,Br和Cl都位于元素周期表VIIA族,Br位于Cl的下一周期;从卤水中也可提取镁。Cl和Br原子结构中相同的是
A. 核电荷数 B. 电子层数 C. 电子数 D. 最外层电子数
2. 化学与科学、社会、历史密切相关,下列叙述错误的是
A. 人民币印钞纸的主要成分为新疆棉花,主要成分是棉纤维和亚麻纤维
B. 三星堆出土的青铜器是铜、锡、铬按一定比例熔炼而得的化合物
C. 敦煌壁画的颜料之一云母为聚硅酸盐,其阴离子以硅氧四面体为结构单元构成
D. 薯片长时间开封存放,会发出一股难闻气味,这是油脂被氧化的结果
3. 2021年9月我国科学院天津工业生物所等科学团队首次在实验室中实现从二氧化碳到淀粉的全合成,合成路径如下所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 淀粉的分子式是()
B. 1molDHA与足量乙酸发生取代反应,消耗乙酸分子数目为
C. 常温常压下,气体所含碳原子数等于
D. 反应②中,生成HCHO时转移电子数目为
4. 下列情形中,相同材质的铁最不易被腐蚀的是
A.
B.
C.
D.
5. 如图所示,甲乙两装置的电极材料和电解质溶液均相同,则两装置中相同的是( )
A. 在碳电极上所发生的电极反应 B. 在铁电极附近的溶液先变红色
C. 铁极与导线连接处的电流方向 D. 碳电极既不会变大也不会减小
6. 化合物[Z3(YX4)2•W2X]是一种重要的矿物资源,可用于制造含Y化肥。W、X、Y、Z为元素周期表前20号元素,原子序数依次增加,只有一种金属元素,其中元素Z与X质子数之和是Y与W质子数之差的2倍。下列说法错误的是
A. Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
B. X的简单氢化物的稳定性比Y的强
C. 简单离子的半径:Z>Y>X>W
D. Z与X可以形成既有离子键又有共价键的化合物
7. 下列关于烷烃的命名正确的是
A 2,3,4—三甲基丁烷 B. 2—甲基—3—乙基戊烷
C. 4—甲基戊烷 D. 2—乙基丁烷
8. 化合物M的结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素,Y在自然界中以化合态的形式存在,Z的最外层电子数是其电子层数的3倍。下列说法不正确的是
A. 元素X、元素Z、元素W的单质熔点依次升高
B. X与W所形成的化合物中含有离子键
C. 化合物M中各原子或离子均达到2或8电子稳定结构
D. 当被强碱灼伤时,可用Y的最高价氧化物对应水化物稀溶液处理
9. 氧氟沙星是一种治疗呼吸道感染的抗菌药物,其结构简式如图所示。下列关于氧氟沙星的说法正确的是
A. 属于苯的同系物 B. 可发生取代、加成、氧化、消去反应
C. 能与溶液反应 D. 分子中所有原子可能处于同一平面
10. 甲酸()可在纳米级表面分解为活性和,经下列历程实现的催化还原。已知(Ⅱ)、(Ⅲ)表示中二价铁和三价铁。下列说法正确的是
A. 生产中将催化剂处理成纳米级颗粒对甲酸分解的速率无影响
B. 在整个历程中,每可还原
C. 分解时,既有极性共价键又有非极性共价键发生断裂
D. 反应历程中生成可调节体系,有增强氧化性的作用
11. 柠檬酸苯甲酯是一种重要的有机物,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 柠檬酸苯甲酯的所有碳原子可以共平面
B. 1mol柠檬酸苯甲酯最多能与6molH2发生加成反应
C. 柠檬酸苯甲酯能发生取代反应、氧化反应
D. 1mol柠檬酸苯甲酯与足量的氢氧化钠溶液反应,消耗4molNaOH
12. 高分子修饰指对高聚物进行处理,接上不同取代基改变其性能。我国高分子科学家对聚乙烯进行胺化修饰,并进一步制备新材料,合成路线如下图。
下列说法正确的是
A. a分子的核磁共振氢谱有4组峰
B. 生成高分子b的反应为加聚反应
C. 1mol高分子b最多可与2mol NaOH反应
D. 高分子c的水溶性比聚乙烯的水溶性好
13. 是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成,其反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 催化剂降低该反应的活化能,大大缩短达到化学平衡所需的时间
B. 中氮原子上有孤电子对
C. 该过程的总反应式为
D. 由于中存在非极性共价键,所以易溶于水
14. 电解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛(),电极材料均为石墨。下列说法错误的是
A. 电极d为阴极
B. 装置工作时,乙室溶液pH增大
C. 电极c的电极反应式为 +2H+
D. 合成1mol扑热息痛,理论上甲室质量增重96g
15. N-甲基咪唑的结构简式为:,且4个碳原子和2个氮原子共平面,下列说法不正确的是
A. 电负性:H<C<N<O
B. 咪唑分子中存在大π键
C. N-甲基咪唑分子中氮原子杂化方式为、
D. N-甲基咪唑可以做配位体形成配位键
16. 近期,天津大学张兵教授等人通过将二氧化碳电还原反应与辛胺氧化反应耦合,实现了两电极体系中甲酸和辛腈的高选择性合成.反应体系示意图如图所示:
下列说法正确的是
A. 电极b与电源负极相连
B. 转移1mol电子可消耗11.2LCO2(标况下)
C. Al与Ga是相邻的同主族元素,其原子序数相差8
D. 该反应装置能有效利用CO2,从而减弱因CO2导致酸雨问题
17. 配位化合物X由配体和具有正四面体结构的组成。化合物X晶体具有面心立方结构,其晶胞由8个结构相似的组成单元(如图)构成。
下列有关说法错误的是
A. 每个中采取杂化的C原子数目为8个
B. 每个中C与O之间形成键的数目为8个
C. X晶胞中与同一配体相连的两个的取向不同
D. X晶体中的配位数为2
18. 一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如下图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是
A. 该晶体中存在N-H…O氢键 B. 基态原子的第一电离能:
C. 基态原子未成对电子数: D. 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
二、非选择题(共44分)
19. 硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取七水硫酸镁的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)硼与浓的氢氧化钠溶液在加热条件下有类似硅的反应,反应后硼元素以BO形式存在于溶液中,写出硼与浓的氢氧化钠溶液反应的化学方程式:_______。
(2) Na2B4O7易溶于水,较易发生水解:B4O+7H2O⇌4H3BO3(硼酸) +2OH- (硼酸在常温下溶解度较小)。则滤渣I中除CaSO4外还有_______、_______(填化学式)。
(3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为_______。
(4)工艺流程中“调pH”应不低于_______。 (已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0 ×10-33;当溶液中离子浓度小于等于1 ×10-6mol·L-1时认为该离子沉淀完全)。“煮沸”的目的是_______。
(5)该工艺流程中包含多次过滤操作,实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为_______。
(6)我国科学家研发出以惰性电极材料电解NaBO2的碱性溶液制备NaBH4的方法。阴极产生NaBH4则阳极的电极反应式为。_______。
20. CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应:
a)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1
b)CO2g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
c)CO(g)+H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=-45.1kJ/mol
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=___________。
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
反应历程中最小能垒(活化能)E正___________eV。写出历程②的化学方程式___________。
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有___________。
A. 升高温度,反应b正向移动,反应c逆向移动
B. 加入反应a的催化剂,可以降低反应的活化能及反应热
C. 增大H2的浓度,有利于提高CO2的平衡转化率
D. 及时分离除CH3OH,可以使得反应a的正反应速率增大
(4)加压,甲醇产率将___________;若原料二氧化碳中掺混一氧化碳,随一氧化碳含量的增加,甲醇产率将___________。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。
(5)使用新型催化剂,让1molCO2和3molH2在1L密闭容器中只发生反应a、b,CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。
553K时,若反应后体系的总压为p,反应a的Kp=___________(列出计算式)。(Kp为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以物质的量分数),由上图可知,适宜的反应温度为___________。
21. 2017年4月26日,海军成立68周年时,我国第一艘国产航母成功下水。建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击,航母的甲板要耐高温,航母的外壳要耐腐蚀。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强,Ni2+最高能级电子的运动状态有___________种,铬元素在周期表中___________区。
(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷(结构如下图所示),其中C原子杂化方式为___________杂化。
(3)海洋是元素的摇篮,海水中含有大量卤族元素。
①根据下表数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是___________(填元素符号)。
氟
氯
溴
碘
第一电离能(kJ/mol)
1681
1251
1140
1008
②根据价层电子对互斥理论,预测ClO的空间构型为___________形,写出一个C1O的等电子体的化学符号___________。
③已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6()和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸。请比较二者酸性强弱:H5IO6___________HIO4(填“>”“<”或“= ”)。
(4)海底金属软泥是在洋海底覆盖着的一层红棕色沉积物,蕴藏着大量的资源,含有硅、氧化铁、锰、锌等。Zn2+与S2-形成的一种晶体结构如图所示(黑球表示Zn2+,白球表示S2-)。则该晶体中与Zn2+等距且最近的S2-形成的立体图形为___________。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,该晶体中Zn2+和S2-原子之间的最短距离为体对角线的1/4,则该晶体中S2-和Zn2+之间的最短距离为___________pm。(写出计算式即可)
22. Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境下易分解生成S和SO2。某小组设计了如下实验装置制备Na2S2O3(夹持及加热仪器略),总反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。回答下列问题:
(1)装置A的作用是制备______________,反应的化学方程式为______________。
(2)完成下表实验过程:
操作步骤
装置C的实验现象
解释原因
检查装置气密性后,添加药品
pH计读数约为13
用离子方程式表示(以S2-为例):
①_________
打开K2,关闭K3,调节K1使硫酸缓慢匀速滴下
ⅰ.导管口有气泡冒出,②________
ⅱ.pH计读数逐渐
③_______
反应分步进行:
Na2CO3+SO2= Na2SO3+CO2
2Na2S+3SO2= 2Na2SO3+3S↓
Na2SO3+S = Na2S2O3(较慢)
当pH计读数接近7时,立即停止通SO2,操作是
④_________
必须立即停止通SO2的原因是:
⑤_________
(3)Na2S2O3有还原性,可作脱氯剂。向Na2S2O3溶液中通入少量Cl2,某同学预测S2O转变为SO,设计实验验证该预测:取少量反应后的溶液于试管中,______________。
23. 有机物DBP常用作纤维素树脂和聚氯乙烯的增塑剂,特别适用于硝酸纤维素涂料。具有优良的溶解性、分散性和黏着性。由有机物A和邻二甲苯为原料可以合成DBP。
已知:①
②烃A是有机合成的重要原料。A的质谱图表明其相对分子质量为42,红外光谱表明分子中含有碳碳双键;B能发生银镜反应;有机物c的核磁共振氢谱显示其分子中含有5种氢原子,且其峰面积之比为3:2:2:2:1;DBP分子中苯环上的一溴取代物只有两种。
(1)A的结构简式是___________。
(2)B含有的官能团名称是___________。
(3)有机物C和D反应生成DBP的化学方程式是___________。
(4)下列说法正确的是(选填序号字母)___________。
a.A能发生聚合反应、加成反应和氧化反应
b.和C互为同分异构体,且含有相同官能团的有机物有2种
c.邻二甲苯能氧化生成D说明有机物分子中基团之间存在相互影响
d.1 mol DBP可与含2 mol NaOH的溶液完全反应
(5)工业上常用有机物E(C8H4O3)代替D生产DBP。反应分为两步进行:
①②中间产物+C→DBP
工业生产中在第②步中使用油水分离器将反应过程中生成的水不断从反应体系中分离除去,其目的是___________。
(6)工业上生产有机物E反应如下:
芳香烃X的一溴取代物只有两种,X的结构简式是___________。
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