内容正文:
衡阳市一中2023-2024学年下学期期末考试
高二化学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题:(每小题3分,共18题54分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 可施加适量石膏降低盐碱地(含较多NaCl、)土壤的碱性
B. 二氧化氯、臭氧可以用于自来水消毒
C. “雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋”,雷雨天可实现氮的固定
D. 市售食用油中加入微量叔丁基对苯二酚作氧化剂,以确保食品安全
【答案】D
【解析】
【详解】A.石膏与碳酸钠反应生成难溶性的碳酸钙和强酸强碱盐,使其溶液呈中性,故可施加适量石膏降低盐碱地(含较多NaCl、)土壤的碱性,A正确;
B.二氧化氯、臭氧都具有强氧化性,可以用于自来水消毒,B正确;
C.雷雨天可实现氮的固定:N2+O22NO,C正确;
D.叔丁基对苯二酚作还原剂,D错误;
故选D。
2. LiAlH4是金属储氢材料,又是有机合成中的常用试剂,遇水能剧烈反应释放出H2,在125℃分解为LiH、H2和Al。下列说法错误的是
A. AlH的空间构型为正四面体形
B. 1mol LiAlH4在125℃完全分解,转移3mol电子
C. 1mol LiAlH4跟足量水反应,生成标况下44.8L氢气
D. LiAlH4与乙酸乙酯反应生成乙醇,反应中LiAlH4作还原剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.AlH离子中Al原子的价层电子对数为=4,不含孤电子对,所以空间构型为正四面体形,A正确;
B.LiAlH4在125℃分解为LiH、H2和Al,Al由+3价降低为0,只有Al元素化合价降低,所以1mol LiAlH4在125℃完全分解,转移3 mol电子,B正确;
C.由LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3↓+4H2↑可知,标准状况下,1mol LiAlH4跟足量水反应可生成4mol×22.4L/mol=89.6L氢气,C错误;
D.LiAlH4与乙酸乙酯反应生成乙醇,LiAlH4中H元素由-1价变为+1价,被氧化,所以LiAlH4作还原剂,D正确;
综上所述答案为C。
3. 阿斯巴甜是一种合成甜味剂,其结构简式如下。
下列关于阿斯巴甜的说法不正确的是
A. 属于糖类 B. 阿斯巴甜最多能与反应
C. 分子中含有手性碳原子 D. 可以发生取代反应、加成反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.阿斯巴甜分子中不含有羟基和羰基,不属于糖类,A错误;
B.阿斯巴甜分子中含有的羧基、酯基、酰胺基能与氢氧化钠溶液反应,1 mol阿斯巴甜的分子最多能消耗3 mol NaOH,B正确;
C.根据手性碳原子的特点,阿斯巴甜分子中含有两个手性碳原子,如图中“*”标示的碳原子:,C正确;
D.阿斯巴甜中含有氨基、羧基、酯基都可以发生取代反应,阿斯巴甜中含有苯环,可以发生加成反应,D正确;
故选A。
4. 常温下,向20 mL0.01mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol/L的NaOH溶液,溶液中水电离的c(H+)随加入NaOH溶液的体积变化如下图所示,下列说法正确的是( )
A. b、d两点溶液的pH相同
B. 从a到c,对醋酸的电离既有促进作用也有抑制作用
C. e 点所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.01mol/L
D. 从a→c的过程中,既存在pH=7的点也存在水电离的c(H+)=10-7mol/L的点
【答案】D
【解析】
【详解】A.b点醋酸过量,其电离使溶液显酸性,d点,NaOH过量,pH大于7,故A错误;
B.醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,加NaOH溶液消耗氢离子,醋酸的电离平衡正移,所以从a到c,醋酸的电离始终受到促进,故B错误;
C.e点所示溶液中,NaOH物质的量是醋酸的物质的量2倍,反应后醋酸钠和NaOH 等物质的量,根据物料守恒为c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.01mol/L×,故C错误;
D.c点,醋酸与氢氧化钠恰好反应生成醋酸钠,溶液显碱性,氢氧化钠体积小于20mL时的某一个值恰好使溶液显中性,所以从a→c的过程中,既存在着pH=7的点,也存在着溶液中水所电离出的c(H+)=10-7的点,故D正确;
答案选D。
【点睛】考查酸碱混合溶液的定性判断,明确图象中各点的pH及溶液中的溶质即可解答,注意物料守恒及影响电离平衡的因素,题目难度中等,易错点为选项C中c(Na+)的实际大小。
5. 能正确表示下列反应的离子方程式是
A. 泡沫灭火器的原理:2A13++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
B. [Ag(NH3)2]OH与浓盐酸反应生成AgCl:[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-=AgCl↓+2+H2O
C. NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至中性:H+++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
D. 粗铜电解精炼(粗铜作阳极,CuSO4溶液作电解液)的总反应:Cu(阳极)Cu(阴极)
【答案】B
【解析】
【详解】A.泡沫灭火器的反应原理是Al3+与发生盐的双水解反应产生Al(OH)3沉淀和CO2气体,反应的离子方程式为:A13++3= Al(OH)3↓+3CO2↑,A错误;
B.[Ag(NH3)2]OH是可溶性物质,[Ag(NH3)2]+与浓盐酸电离产生的Cl-反应生成AgCl沉淀,NH3与H+结合成,同时产生水,反应的离子方程式为:[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-=AgCl↓+2+H2O,B正确;
C.NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至中性时,二者反应的物质的量的比是2:1,反应的离子方程式为:2H+++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O,C错误;
D.粗铜电解精炼(粗铜作阳极,CuSO4溶液作电解液)时,阳极上溶解的金属除Cu外,还有Zn、Fe等活动性比Cu强的金属,阴极上只有Cu2+得到电子变为Cu单质,D错误;
故合理选项是B。
6. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 1 mol Cu和Na分别与足量硫粉反应时,转移的电子数均为
B. 铅蓄电池放电时,正极质量增加9.6 g,电路中通过的电子数目为
C. 标准状况下4.48 L 溶于水得到的溶液中,和的总数小于
D. 金刚石晶体密度为,则晶体中碳原子的最小间距为 pm
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu和Na分别与足量硫粉反应时,均生成+1价的金属硫化物,A正确;
B.铅蓄电池放电时,正极发生的电极反应为:PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O,∆m=64,且转移2个电子,故当正极质量增加9.6g时,电子的物质的量为:×2=0.3mol,B正确;
C.NH₃溶于水得到的溶液中,含氮的微粒有和及NH3,C正确;
D.金刚石晶体为正六面体,每个晶胞含8个碳原子,设立方体的边长为a,则原子的最小间距为体对角线的四分之一,即,D错误;
故选D。
7. 短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。W简单离子在同周期离子中半径最小;基态X、Z、Q原子均有两个单电子,Q与Z同主族。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 电负性:
C. Z与Q形成的化合物可能是非极性分子
D. Z的氢化物沸点不可能低于X的氢化物沸点
【答案】D
【解析】
【分析】短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,基态X、Z、Q原子均有两个单电子,W简单离子在同周期离子中半径最小,Q与Z同主族,则X为C元素、Y为N元素、Z为O元素、W为Al元素、Q为S元素。
【详解】A.金属元素的第一电离能小于非金属元素;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素O,同主族从上到下第一电离能呈减小趋势,O元素第一电离能大于S,则第一电离能由大到小的顺序为N>S>Al,故A正确;
B.金属元素的电负性小于非金属元素,非金属元素的非金属性越强,电负性越大,同周期元素,从左到右非金属性依次增强,则电负性由大到小的顺序为O>C>Al,故B正确;
C.O可与S形成SO3,属于非极性分子,故C正确;
D.C的氢化物有多种,随着C数量的增大其氢化物沸点越高,癸烷的沸点是174.1℃高于H2O沸点,D说法太绝对,故D错误;
故本题答案选D。
8. PET是日常生活中常见的线性树脂,结构如图所示。关于该物质,下列说法正确的是
A. PET属于热固性树脂
B. 每生成1mol PET同时生成(n-1)mol水
C. 其单体均能和Na反应生成H2
D. 该高聚物中含羟基和酯基,故易溶于水
【答案】C
【解析】
【详解】A.PET为线型结构,属于热塑性塑料,故A错误;
B.PET的单体为对苯二甲酸和乙二醇HO-CH2CH2-OH,每生成1mol PET同时生成2n-1mol水,故B错误;
C.PET的单体为对苯二甲酸和乙二醇HO-CH2CH2-OH,羟基和羧基都能和Na反应生成H2,故C正确;
D.由结构式可知,该高聚物中含羟基和羧基两种亲水基团,但也含有酯基这种憎水剂,且憎水剂较多,羟基和羧基在整个分子中的影响减弱,该聚合物难溶于水,故D错误;
故选C。
9. 工业上通过电解共熔物制取金属Na的装置如图所示,已知在电解过程中会产生一定量的金属Ca,下列说法错误的是
A. b电极为阳极
B. 添加的目的之一是降低电解质体系的熔点
C. 阴极反应:;
D. 为防止生成的Na与接触,阴、阳两极之间应用钢板隔开
【答案】D
【解析】
【分析】依据图示可知,b电极出口有Cl2,故b为阳极,电极反应为2Cl--2e-=Cl2,则a为阴极,电极反应为Na++e-=Na。
【详解】A.依据上述分析,b电极为阳极,故选项A正确;
B.添加的目的是降低电解质熔点,节省能源,同时减少单质钠的挥发;增大密度,使得被还原出的密度较低的液态钠单质能漂浮在混合盐之上,易于分离得到产物,故选项B正确;
C.结合题干信息,电解过程中会产生一定量的金属Ca,说明部分钙离子会在阴极放电,故选项C正确;
D.为了防止生成的Na与Cl2接触,阴、阳两极应该用离子交换膜,以保持两极区电解质的电中性,不能使用钢板,故选项D错误;
综上所述,本题正确答案为D。
10. 下列解释事实的方程式不正确的是
A. 小苏打在水溶液中发生水解:
B. 84消毒液与洁厕灵混用产生有毒气体:
C. 用食醋清洗水垢:
D. 用硫化钠除去废水中的汞离子:
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸氢根水解的离子方程式为,故A错误;
B.次氯酸根离子与氯离子在酸性环境下反应生成氯气和水,反应的离子方程式为,故B正确;
C.水垢的主要成分为碳酸钙,醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳,反应的离子方程式为,故C正确;
D.硫离子与汞离子反应生成硫化汞沉淀,反应的离子方程式为,故D正确;
故答案选A。
11. 高电压水系锌——有机混合液流电池的装置及其充放电原理示意图如下。
下列有关说法正确的是
A. 放电时,负极反应式: B. 放电时,1 mol FQ反应需转移4 mol
C. 充电时,可通过离子交换膜Y D. 充电时,M电极接电源负极
【答案】D
【解析】
【详解】A.放电时,左侧锌变成为原电池的负极反应,故放电时,负极反应式为Zn-2e-+4OH-=,A错误;
B.放电时,1分子FQ转化为1分子FQH2,消耗1分子H2,得2个电子,故1mol FQ反应需转移2mol e−,B错误;
C.充电时,右侧阳极反应为FQH2-2e-= FQ+2H+,Na+不能通过离子交换膜Y,故C错误;
D.放电时M为负极,故充电时,M为阴极,M电极接电源负极,D正确;
故选D。
12. 劳动成就梦想。下列劳动项目中的物质应用与对应所述化学原理没有关联的是
选项
物质应用
化学原理
A
社区服务:用纯碱溶液除水垢
盐类水解
B
实践活动:用明矾处理浑水中的悬浮物
胶体吸附性
C
学农活动:将KMnO4溶液浸泡过的砖块放置在储果仓库
氧化还原
D
自主探究:用盐酸标准液测定未知浓度NaOH溶液
酸碱中和滴定
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.用纯碱溶液除水垢与盐类水解无关,与沉淀溶解平衡相关,选项A错误;
B.明矾中铝离子水解产生氢氧化铝胶体,用明矾处理浑水中的悬浮物涉及到胶体的吸附性,选项B正确;
C.将KMnO4溶液浸泡过的砖块放置在储果仓库中吸收乙烯,CH2=CH2被KMnO4氧化,选项C正确;
D.用盐酸标准液测定未知浓度NaOH溶液涉及到酸碱中和滴定,选项D正确;
答案选A。
13. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. Na2O2与水反应时,生成0.1molO2转移的电子数是0.2NA
B. 高温时,2.24L丁烷完全裂解生成的乙烯、丙烯、甲烷和乙烷的分子数之和为0.1NA
C. 常温时,1LpH=4的NaH2PO4溶液中含有的Na+数目为1.0×10-4NA
D. 2.0g重水(D2O)中含有的质子数为0.8NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na2O2与水反应化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,由方程式可知,生成1molO2转移2mol电子,则生成0.1molO2转移0.2mol电子,转移电子数为0.2NA,A正确;
B.丁烷所处温度、压强未知,则丁烷的物质的量未知,且反应较复杂,无法确定生成的气体分子的数目,B错误;
C.为弱酸的酸式酸根离子,会部分电离出氢离子,若数目为,则钠离子数目大于,C错误;
D.2.0g重水(D2O)的物质的量为=0.1mol,则质子的物质的量为1mol,质子数为NA,D错误;
答案选A。
14. 一种由W、X、Y、Z、Q五种短周期主族元素组成的离子结构如图所示,其中X、Q同主族,Y的基态原子s轨道电子数是p轨道的2倍,且W、X、Z原子序数之和为15。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z<Q<Y<W
B. 原子序数为81的元素与W元素的价电子数相等
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y<X
D. Q的单质与Z的单质在暗处相遇就会剧烈化合并爆炸
【答案】B
【解析】
【分析】Y的基态原子s轨道电子数是p轨道的2倍,基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p2,Y为C元素;X、Q同主族,W、X、Z的原子序数之和为15,由W、X、Y、Z、Q五种短周期主族元素组成的离子结构可知,X、Q为第ⅦA元素,W为第ⅢA族元素,则W、X、Z依次为B、F、H元素,Q为Cl元素。
【详解】A.同周期主族元素的原子半径随着原子序数的递增而减小,周期数大的元素原子半径大,原子半径:H(Z)<C(Y)<B(W)<Cl(Q),A项错误;
B.第一、二、三、四、五、六周期的稀有气体的原子序数依次为2、10、18、36、54、86,则原子序数为81的元素位于第六周期第ⅢA族,B(W)元素与原子序数为81的元素在同一主族,其价电子数相等,B项正确;
C.F元素没有最高价氧化物对应的水化物,C项错误;
D.F2与H2在暗处相遇会剧烈化合并爆炸,Cl2与H2在光照或点燃的条件下发生化合反应,D项错误;
答案选B。
15. 利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5(焦亚硫酸钠)的工艺如图,已知:NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得Na2S2O5下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ中为NaHSO3溶液
B. 步骤Ⅱ的目的是使NaHSO3转化为Na2S2O5,可用NaOH溶液代替Na2CO3固体
C. 工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液
D. 在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,可用一定浓度的碘标准液进行滴定
【答案】B
【解析】
【详解】A.步骤Ⅰ所得溶液呈酸性,可知饱和碳酸钠溶液和二氧化硫反应生成NaHSO3溶液,故A正确;
B.步骤Ⅱ的目的是使NaHSO3转化为Na2SO3,故B错误;
C.工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液,NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得Na2S2O5,故C正确;
D.Na2S2O5中S元素为+4价,能被I2氧化,所以在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,可用一定浓度的碘标准液进行滴定,故D正确;
选B。
16. 可用作有机合成的氯化剂。在体积为2L的密闭容器中充入1mol(g),发生反应:,图中所示曲线分别表示反应在10min时和平衡时的转化率(α)与温度(T)的关系。下列说法正确的是
A. 的△H<0
B. 55℃,从0~10min,以表示反应的平均速率为0.025
C. 当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态
D. 82℃,若起始时在该密闭容器中充入、和各5mol,则此时v(逆)<v(正)
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,升高温度,的平衡转化率增大,则正反应为吸热反应,,选项A错误;
B.,从,以表示反应的平均速率为,选项B错误;
C.反应过程中气体的总质量不变,该反应为气体分子数不变的反应,则该反应中混合气体的总物质的量不变,混合气体的摩尔质量始终不变,则平均相对分子质量恒定不变,故当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,不能说明反应达到平衡状态,选项C错误;
D.82℃下,反应达平衡时,的转化率为90%,则达平衡时,c()==,c()=c()==0.225mol/L,该反应的平衡常数K==20.25,若起始时在该密闭容器中充入和各,则Qc==1<K,则平衡正向移动,v(逆)<v(正),选项D正确;
答案选D。
17. 类比是一种重要的学习方法,下列“类比”中错误的是
A. 电解熔融可制,则电解熔融可制
B. 与盐酸反应生成和,则与盐酸反应生成和
C. 溶液与少量溶液反应生成和,则氨水与少量溶液反应生成和
D. 与在溶液中可发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体,与也如此
【答案】C
【解析】
【详解】A.Na和Mg均为活泼金属,工业上电解熔融NaCl可制金属Na,电解熔融MgCl2可制金属Mg,A正确;
B.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl,根据相似规律Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl,B正确;
C.NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成AgOH和NaNO3,氨水与少量AgNO3溶液反应生成[Ag(NH3)2]OH和NH4NO3,C错误;
D.Al3+与在溶液中可发生相互促进的水解反应生成沉淀氢氧化铝和二氧化碳气体,Fe3+与在溶液也可以发生相互促进的水解反应生成沉淀氢氧化铁和二氧化碳气体,D正确;
故选C。
18. 活性炭纤维—纳米银抗菌材料可用于生产医用防护服和口罩。下列有关叙述错误的是
A. 活性炭纤维具有吸附性,可作纳米银的载体
B. 银离子能使蛋白质变性,具有杀菌作用
C. 纳米银与片状银化学活性相同
D. 活性炭纤维-纳米银抗菌材料属于复合材料
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.活性炭纤维具有吸附性,可作纳米银的载体,故A正确;
B.银离子是重金属,能使蛋白质变性,具有杀菌作用,故B正确;
C.二者颗粒大小不同,参与反应速率快慢不同,所以化学活性不同,故C错误;
D.复合材料是不同性质的材料经过高科技器材的组合和优化形成的一种全新材料,所以活性炭纤维纳米银抗菌材料属于复合材料,故D正确;
故正确答案为:C。
二、非选择题(每空2分,共46分)
19. 氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下
已知:①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Al3+
Fe3+
Fe2+
Ca2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的pH
3.8
1.5
6.3
10.6
8.8
9.6
沉淀完全的pH
5.2
2.8
8.3
12.6
10.8
11.6
③常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为______。分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:焙烧温度为_____、氯化铵与锰矿粉的质量之比为_____、焙烧时间为______。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为_________;再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去,溶液pH的范围为_________;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时溶液中c(Ca2+)/c(Mg2+)=_________。
(3)碳化结晶时,反应的离子方程式为_________。
(4)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为_________。
【答案】(1) ①. MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O ②. 500℃ ③. 1.10 ④. 60min
(2) ①. MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O ②. 5.2≤pH<8.8 ③. 1.97
(3)Mn2++2HCOMnCO3+CO2↑+H2O
(4)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
【解析】
【分析】菱锰矿的主要成分为MnCO3,加入氯化铵焙烧发生MnCO3+2NH4Cl MnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O↑,气体为二氧化碳和氨气、水蒸气,浸出液中含MnCl2、FeCl2、CaCl2、MgCl2、AlCl3等,结合表中离子的沉淀pH及信息可知,浸取液净化除杂时加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子,加氨水调pH,生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝,加入NH4F,除去Ca2+、Mg2+,净化液加入碳酸氢铵碳化结晶过滤得到碳酸锰,
【小问1详解】
NH4Cl分解为NH3、HCl,HCl与MnCO3反应得到MnCl2、CO2、H2O,反应方程式为MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:焙烧温度为500℃、氯化铵与锰矿粉的质量之比为1.10、焙烧时间为60min,故答案为:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;500℃;1.10;60min;
【小问2详解】
MnO2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;欲使Al3+、Fe3+变为沉淀除去,溶液pH≥5.2,不使Mn2+沉淀,pH<8.8,溶液pH的范围为5.2≤pH<8.8;加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时溶液中,故答案为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;5.2≤pH<8.8;1.97;
【小问3详解】
可看成Mn(HCO3)2受热分解,离子方程式为:Mn2++2MnCO3+CO2↑+H2O;
【小问4详解】
将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在阳极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+,阴极反应为:2H++2e-=H2↑,故答案为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
20. 丙烯腈(C3H3N)是一种重要的化工原料,以丙烯(C3H6)、NH3、O2为原料,选择合适的催化剂合成丙烯腈的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)℃时,向恒压容器中充入0.2mol 、0.6mol 和0.6mol ,发生反应Ⅲ,达到平衡时,放出94.1kJ能量;若向相同容器中充入1.5mol HCN(g)和3mol (g),达平衡时吸收235.25kJ能量,则_______;两种情况下反应物的转化率_______。
(2)200℃,160Pa时,向恒压容器中充入、和的混合气体制取丙烯腈,发生上述三个反应。平衡后,测得(g)、(g)、HCN(g)的体积分数分别为6%、10%、6%,其中三种反应物的体积分数相等。则(g)的体积分数为_______,丙烯腈(g)的产率为_______(保留3位有效数字),反应Ⅱ的_______。(已知:)
(3)反应时间相同、反应物起始投料相同时,丙烯腈产率与反应温度关系如图所示(图中虚线表示相同条件下丙烯腈平衡产率随温度的变化)。Y点丙烯腈产率比X点高的原因是_______。Z点正反应速率_______X点正反应速率(填“>”、“<”或“无法比较”),理由是_______。
【答案】(1) ①. -941 ②. 1:1
(2) ①. 48% ②. 35.7% ③. 153.6
(3) ①. X和Y点均未到达平衡点,Y点对应温度高,速率快,产率高 ②. 无法比较 ③. 由于温度会影响催化剂的活性,因此Z点的正反应速率不一定大于X点的正反应速率
【解析】
小问1详解】
℃时,向恒压容器中充入0.2mol 、0.6mol 和0.6mol ,发生反应Ⅲ,达到平衡时,放出94.1kJ能量;若向相同容器中充入1.5mol HCN(g)和3mol (g),达平衡时吸收235.25kJ能量,两容器中达到的平衡为等效平衡,设反应物C3H6的转化率为α,则HCN的转化率为1-α,设-Q,则有0.2αQ=94.1kJ,=235.25kJ,联合解得,Q=941,α=0.5,故两种情况下反应物的转化率α:(1-α)=0.5:(1-0.5)=1:1;
【小问2详解】
200℃,160Pa时,向恒压容器中充入、和的混和气体制取丙烯腈,发生上述三个反应。平衡后,测得(g)、(g)、HCN(g)的体积分数分别为6%、10%、6%,其中三种反应物的体积分数相等,设平衡后气体总的物质的量为nmol,则(g)、(g)、HCN(g)的物质的量分别为:0.06nmol、0.1nmol、0.06nmol,三段式分析为:、、、则(g)的体积分数为=48%,故三种反应物、和的体积分数相等为=10%,丙烯腈(g)的产率为≈35.7% (保留3位有效数字),反应Ⅱ的==153.6;
【小问3详解】
由题干图像信息可知,由于X、Y点反应均未达到化学平衡,且Y点对应的温度高于X点,则Y点的反应速率高于X点,故反应时间相同、反应物起始投料相同时,Y点丙烯腈产率比X点高,Z点正反应速率等于逆反应速率,X点正反应速率大于逆反应速率,但Z点温度高,正逆反应速率快,故Z点正反应速率与X点正反应速率无法比较,理由是由于温度会影响催化剂的活性,因此Z点的正反应速率不一定大于X点的正反应速率。
21. 碱土金属指II A族的铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)等元素,它们的单质及其化合物有着广泛的用途。
(1)Be基态原子的轨道表示式为________;
镁和铝的第二电离能:I2(Mg)_____I2(Al) (填“>”“ <”或“=”)。
(2)在500~600℃气相中,氯化铍以二聚体Be2Cl4, ()的形式存在,在1000 ℃,氯化铍则以BeCl2形式存在。
①在二聚体Be2Cl4中Be的杂化方式为_________,1mol Be2Cl4中含有_______mol 配位键。
②MgCl2的熔、沸点比BeCl2高的原因是__________。
(3)根据巴索洛规则:一般来讲,盐中阴、阳离子半径相差较大时,其溶解度较大。则在水中溶解度 S(SrF2)____S(BaF2) (填“>” “<””或“=”)。
(4)石灰氮(CaCN2)—种碱性肥料,可用作除草剂、杀菌剂、杀虫剂等。
①CaCN2中阴离子为CN22-,与CN22-互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式),写出CN22-的电子式___________。
②CaCN2与水反应生成CaCO3和NH3两种物质,则1mol CaCN2与水反应的过程中,反应物断裂的σ键总数________。
(5)Mg2+与Ni2+、 O2-形成晶体的晶胞结构如图所示(Ni2+未画出),则该晶体的化学式为_______。已知该晶胞参数a pm.则该晶体的密度为_________g·cm-3(用a和NA表示)。
【答案】(1) ①. ②. <
(2) ①. sp2 ②. 2 ③. MgCl2是离子晶体,而BeCl2是分子晶体。发生状态变化时,离子晶体要克服离子键,分子晶体要克服分子间作用力。离子键比分子间作用力强得多。
(3)< (4) ①. CO2 ②. ③. 4.816×l024
(5) ①. Mg2NiO3 ②.
【解析】
【小问1详解】
Be位于第二周期IIA族,因此Be的轨道式为;Mg的价电子排布式为3s2,Al的价电子排布式为3s23p1,Mg的价电子能级上电子排满,电子相对稳定,而Al的p能级上没有排满,因此Mg的第一电离能大于Al的第一电离能;
【小问2详解】
考查杂化类型的判断、配位键、熔沸点高低的判断,①Be2Cl4的结构中Be有3个σ键,无孤电子对,因此杂化类型为sp2;Be的最外层有2个电子,只能形成2个化学键,根据结构式,第三个化学键为配位键,因此1mol此物质含有配位键的物质的量为2mol;②根据结构,BeCl2属于分子晶体,而MgCl2属于离子晶体,一般来说离子晶体的熔沸点高于分子晶体,因此有MgCl2熔沸点高于BeCl2;
【小问3详解】
考查半径大小比较,Sr在Ba的上一周期,同主族从上到下原子半径增大,阴离子都是F-,根据信息,BaF2的阴阳离子半径相差比SrF2大,因此SrF2的溶解度小于BaF2;
【小问4详解】
本题考查等电子体的判断、化学键数目的计算,①等电子体:原子总数相同、价电子相同的微粒,因此与CN22-互为等电子体的分子是N2O和CO2;N和C分别形成3、4个键达到稳定,因此CN22-的电子式为:;②发生反应是Ca(CN)2+3H2O=CaCO3+2NH3,1molCa(CN)2中含有σ键物质的量为2mol,1molH2O中σ键物质的量为2mol,因此1molCa(CN)2与水反应断裂的σ键物质的量为(2+3×2)mol=8mol,因此数目为8×6.02×1023=4.816×l024;
【小问5详解】
本题考查晶胞的计算,Mg2+位于面心,个数为4×1/2=2,O2-位于棱上,个数为12×1/4=3,根据化合价的代数和为0,则Ni2+个数为1,化学式为Mg2NiO3;晶胞的质量为1×155/NAg,晶胞的体积为(a×10-10)3cm3,根据密度的定义,密度等于.g/cm3。
22. CuSO4在印染、农药等方面有广泛应用。某兴趣小组制备CuSO4流程如下:
已知:①CuSO4·5H2O易溶于水,难溶于乙醇,45℃开始逐渐失去结晶水。
②金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围如表所示。
金属离子
pH
开始沉淀
完全沉淀
Fe3+
1.5
2.8
Fe2+
5.5
8.3
Cu2+
5.4
6.9
请回答:
(1)下列说法正确的是_______。
A.在灼烧前,铜屑表面少量的油污必须除去
B.步骤IV,趁热过滤的目的是为了防止CuSO4·5H2O晶体因降温而析出
C.步骤V,可选用95%乙醇洗涤CuSO4·5H2O
D.步骤VI,加热脱水后的坩埚应放置在石棉网上冷却
(2)步骤I,称取一定量铜屑置于坩埚中灼烧并不断用玻璃棒进行搅拌。如图所示,灼烧时间超过35min,Cu浸出率(即浸出的Cu2+占铜屑的质量比)不再增加,原因是_______。
(3)步骤III操作中
①H2O2也可用稀硝酸代替,但存在明显的缺点,主要缺点是_______和_______。
②实验中选用CuO对溶液pH进行调节,控制溶液的pH=3.3~4.3的理由是_______。
(4)步骤VI,将CuSO4·5H2O置于坩埚中加热脱水,得到CuSO4.该兴趣小组用分光光度法通过绘制标准曲线测定未知CuSO4溶液的浓度,从而测定CuSO4纯度(CuSO4溶液的吸光度与其浓度成正比例,实验时需称取一定量固体溶于稀硫酸配成待测液)。
①请给出下列操作的正确排序:____→____→____→a→____→数据处理
a.配制待测液
b.配制一系列浓度的CuSO4标准溶液
c.绘制标准曲线
d.测定吸光度
②分光光度法测得产品中CuSO4的纯度偏高,则产品中可能混有的物质是_______。
【答案】 ①. BC ②. 溶液中铜离子浓度达到饱和 ③. 产生NO污染大气 ④. 溶液中引入了硝酸根离子 ⑤. 铁离子已经沉淀完全,而铜离子不沉淀 ⑥. b→d→c→a→d→数据处理 ⑦. 氧化铜
【解析】
【分析】含铁的铜屑灼烧得到氧化铜和四氧化三铁,酸浸后得到硫酸铜、硫酸铁和硫酸亚铁的混合物,加入双氧水氧化亚铁离子,调节pH沉淀铁离子,过滤后经多步操作得到胆矾,最后脱水得到无水硫酸铜,据此解答。
【详解】(1)A.油污可以燃烧,在灼烧前,铜屑表面少量的油污可以不除去,A错误;
B.步骤IV,趁热过滤的目的是为了防止CuSO4·5H2O晶体因降温而析出,B正确;
C.CuSO4·5H2O易溶于水,难溶于乙醇,所以步骤V可选用95%乙醇洗涤CuSO4·5H2O,C正确;
D.步骤VI,加热脱水后的坩埚应放置在干燥器中冷却,D错误;
答案选BC;
(2)由于随着反应的进行溶液中铜离子浓度达到饱和,所以Cu浸出率(即浸出的Cu2+占铜屑的质量比)不再增加。
(3)①稀硝酸氧化亚铁离子会产生NO污染大气,另外溶液中引入了硝酸根离子,难以除去;
②实验中选用CuO对溶液pH进行调节,根据表中数据可知控制溶液的pH=3.3~4.3时铁离子已经沉淀完全,而铜离子不沉淀。
(4)①首先配制一系列浓度的CuSO4标准溶液,然后测定吸光度,绘制标准曲线,最后配制待测液,测定吸光度,即操作的正确排序:b→d→c→a→d→数据处理
②由于CuSO4溶液的吸光度与其浓度成正比例,实验时需称取一定量固体溶于稀硫酸配成待测液,若分光光度法测得产品中CuSO4的纯度偏高,这说明配制时有硫酸铜生成,则产品中可能混有的物质是胆矾脱水可能产生了氧化铜。
23. 普瑞巴林(K)是一种在临床上广泛使用的抗癫痫药物。普瑞巴林可用异戊二烯(A)作原料来合成,路线如图所示。
已知:i.RCHO++H2O
ii.RCONH2RNH2
(1)按系统命名法,化合物A的名称为_______。
(2)B中官能团的名称是_______;F→G的反应类型是_______。
(3)K发生缩聚反应的化学方程式为_______。
(4)I中有一个六元环,则I的结构简式为_______;J的结构简式为_______。
(5)化合物M是E的同系物相对分子质量比E小14,则M的同分异构体中含一种官能团的有机物有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积之比为1:1的同分异构体的结构简式为_______。
(6)参考上述合成路线,请将下列以乙二醛、丙二酸二甲酯为原料制备己二酸的合成路线流程图补充完整(无机试剂任用)_______己二酸。
【答案】(1)2-甲基-1,3-丁二烯
(2) ①. 碳碳双键、溴原子 ②. 加成反应
(3) +(n-1)H2O
(4) ①. ②.
(5) ① 13 ②.
(6)
【解析】
【分析】D催化氧化得到E,由E知D为,结合流程知,C为,B为CH2=C(CH3)CH2-CH2Br,E→F为信息反应,则F为,由分子式知F到G是加成反应、G在酸性条件下酯基水解,则G为,H为,分子内脱羧所得,H分子脱水后形成的I含有1个六元环、I能和氨水反应,则H为,I为,J→K为信息反应,则将K中氨基换成酰胺基即为J,则J为 ;据此回答;
小问1详解】
根据题干中A的结构简式可知A的名称为:2-甲基-1,3-丁二烯;
【小问2详解】
由分析可知B为CH2=C(CH3)CH2-CH2Br,则其中官能团的名称为:碳碳双键、溴原子;由分析可知F→G的反应类型是加成反应;
【小问3详解】
K中含有羧基和氨基,可以发生缩聚反应生成多肽,方程式为: +(n-1)H2O;
【小问4详解】
由分析可知I的结构简式为: ,J的结构简式为:;
【小问5详解】
化合物M是E的同系物相对分子质量比E小14,则M的分子式为C4H8O,则M属于醛的满足C3H7CHO,这样的结构有2种;属于酮的有,共有1种;属于醇的有共有3种,属于醚的有 ,共7种,则一共13种,其中其中核磁共振氢谱峰面积之比为1:1的同分异构体的结构简式为;
【小问6详解】
首先由乙二醛根据信息反应生成中间产物,再在酸性条件下水解产生羧基,再利用题目中生成物质H的信息脱掉二氧化碳即可得到产物,具体流程为:。
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衡阳市一中2023-2024学年下学期期末考试
高二化学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题:(每小题3分,共18题54分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 可施加适量石膏降低盐碱地(含较多NaCl、)土壤的碱性
B. 二氧化氯、臭氧可以用于自来水消毒
C. “雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋”,雷雨天可实现氮的固定
D. 市售食用油中加入微量叔丁基对苯二酚作氧化剂,以确保食品安全
2. LiAlH4是金属储氢材料,又是有机合成中的常用试剂,遇水能剧烈反应释放出H2,在125℃分解为LiH、H2和Al。下列说法错误的是
A. AlH的空间构型为正四面体形
B. 1mol LiAlH4在125℃完全分解,转移3mol电子
C. 1mol LiAlH4跟足量水反应,生成标况下44.8L氢气
D. LiAlH4与乙酸乙酯反应生成乙醇,反应中LiAlH4作还原剂
3. 阿斯巴甜是一种合成甜味剂,其结构简式如下。
下列关于阿斯巴甜的说法不正确的是
A. 属于糖类 B. 阿斯巴甜最多能与反应
C. 分子中含有手性碳原子 D. 可以发生取代反应、加成反应
4. 常温下,向20 mL0.01mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol/L的NaOH溶液,溶液中水电离的c(H+)随加入NaOH溶液的体积变化如下图所示,下列说法正确的是( )
A. b、d两点溶液的pH相同
B. 从a到c,对醋酸的电离既有促进作用也有抑制作用
C. e 点所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.01mol/L
D. 从a→c的过程中,既存在pH=7的点也存在水电离的c(H+)=10-7mol/L的点
5. 能正确表示下列反应的离子方程式是
A. 泡沫灭火器的原理:2A13++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
B. [Ag(NH3)2]OH与浓盐酸反应生成AgCl:[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-=AgCl↓+2+H2O
C. NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至中性:H+++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
D. 粗铜电解精炼(粗铜作阳极,CuSO4溶液作电解液)的总反应:Cu(阳极)Cu(阴极)
6. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 1 mol Cu和Na分别与足量硫粉反应时,转移的电子数均为
B. 铅蓄电池放电时,正极质量增加9.6 g,电路中通过的电子数目为
C. 标准状况下4.48 L 溶于水得到的溶液中,和的总数小于
D. 金刚石晶体密度为,则晶体中碳原子的最小间距为 pm
7. 短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。W简单离子在同周期离子中半径最小;基态X、Z、Q原子均有两个单电子,Q与Z同主族。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 电负性:
C. Z与Q形成的化合物可能是非极性分子
D. Z的氢化物沸点不可能低于X的氢化物沸点
8. PET是日常生活中常见的线性树脂,结构如图所示。关于该物质,下列说法正确的是
A. PET属于热固性树脂
B 每生成1mol PET同时生成(n-1)mol水
C. 其单体均能和Na反应生成H2
D 该高聚物中含羟基和酯基,故易溶于水
9. 工业上通过电解共熔物制取金属Na的装置如图所示,已知在电解过程中会产生一定量的金属Ca,下列说法错误的是
A. b电极为阳极
B. 添加的目的之一是降低电解质体系的熔点
C. 阴极反应:;
D. 为防止生成的Na与接触,阴、阳两极之间应用钢板隔开
10. 下列解释事实的方程式不正确的是
A. 小苏打在水溶液中发生水解:
B. 84消毒液与洁厕灵混用产生有毒气体:
C. 用食醋清洗水垢:
D. 用硫化钠除去废水中的汞离子:
11. 高电压水系锌——有机混合液流电池的装置及其充放电原理示意图如下。
下列有关说法正确的是
A. 放电时,负极反应式: B. 放电时,1 mol FQ反应需转移4 mol
C. 充电时,可通过离子交换膜Y D. 充电时,M电极接电源负极
12. 劳动成就梦想。下列劳动项目中的物质应用与对应所述化学原理没有关联的是
选项
物质应用
化学原理
A
社区服务:用纯碱溶液除水垢
盐类水解
B
实践活动:用明矾处理浑水中的悬浮物
胶体吸附性
C
学农活动:将KMnO4溶液浸泡过的砖块放置在储果仓库
氧化还原
D
自主探究:用盐酸标准液测定未知浓度NaOH溶液
酸碱中和滴定
A. A B. B C. C D. D
13. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. Na2O2与水反应时,生成0.1molO2转移的电子数是0.2NA
B. 高温时,2.24L丁烷完全裂解生成的乙烯、丙烯、甲烷和乙烷的分子数之和为0.1NA
C. 常温时,1LpH=4的NaH2PO4溶液中含有的Na+数目为1.0×10-4NA
D. 2.0g重水(D2O)中含有的质子数为0.8NA
14. 一种由W、X、Y、Z、Q五种短周期主族元素组成的离子结构如图所示,其中X、Q同主族,Y的基态原子s轨道电子数是p轨道的2倍,且W、X、Z原子序数之和为15。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z<Q<Y<W
B. 原子序数为81的元素与W元素的价电子数相等
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y<X
D. Q的单质与Z的单质在暗处相遇就会剧烈化合并爆炸
15. 利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5(焦亚硫酸钠)的工艺如图,已知:NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得Na2S2O5下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ中为NaHSO3溶液
B. 步骤Ⅱ的目的是使NaHSO3转化为Na2S2O5,可用NaOH溶液代替Na2CO3固体
C. 工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液
D. 在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,可用一定浓度的碘标准液进行滴定
16. 可用作有机合成的氯化剂。在体积为2L的密闭容器中充入1mol(g),发生反应:,图中所示曲线分别表示反应在10min时和平衡时的转化率(α)与温度(T)的关系。下列说法正确的是
A. 的△H<0
B. 55℃,从0~10min,以表示反应的平均速率为0.025
C. 当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态
D. 82℃,若起始时在该密闭容器中充入、和各5mol,则此时v(逆)<v(正)
17. 类比是一种重要的学习方法,下列“类比”中错误的是
A. 电解熔融可制,则电解熔融可制
B. 与盐酸反应生成和,则与盐酸反应生成和
C. 溶液与少量溶液反应生成和,则氨水与少量溶液反应生成和
D. 与在溶液中可发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体,与也如此
18. 活性炭纤维—纳米银抗菌材料可用于生产医用防护服和口罩。下列有关叙述错误的是
A. 活性炭纤维具有吸附性,可作纳米银的载体
B. 银离子能使蛋白质变性,具有杀菌作用
C. 纳米银与片状银化学活性相同
D. 活性炭纤维-纳米银抗菌材料属于复合材料
二、非选择题(每空2分,共46分)
19. 氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下
已知:①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Al3+
Fe3+
Fe2+
Ca2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的pH
3.8
1.5
6.3
10.6
8.8
9.6
沉淀完全的pH
5.2
2.8
8.3
12.6
10.8
11.6
③常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为______。分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:焙烧温度为_____、氯化铵与锰矿粉的质量之比为_____、焙烧时间为______。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为_________;再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去,溶液pH的范围为_________;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时溶液中c(Ca2+)/c(Mg2+)=_________。
(3)碳化结晶时,反应的离子方程式为_________。
(4)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为_________。
20. 丙烯腈(C3H3N)是一种重要的化工原料,以丙烯(C3H6)、NH3、O2为原料,选择合适的催化剂合成丙烯腈的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)℃时,向恒压容器中充入0.2mol 、0.6mol 和0.6mol ,发生反应Ⅲ,达到平衡时,放出94.1kJ能量;若向相同容器中充入1.5mol HCN(g)和3mol (g),达平衡时吸收235.25kJ能量,则_______;两种情况下反应物的转化率_______。
(2)200℃,160Pa时,向恒压容器中充入、和的混合气体制取丙烯腈,发生上述三个反应。平衡后,测得(g)、(g)、HCN(g)的体积分数分别为6%、10%、6%,其中三种反应物的体积分数相等。则(g)的体积分数为_______,丙烯腈(g)的产率为_______(保留3位有效数字),反应Ⅱ的_______。(已知:)
(3)反应时间相同、反应物起始投料相同时,丙烯腈产率与反应温度的关系如图所示(图中虚线表示相同条件下丙烯腈平衡产率随温度的变化)。Y点丙烯腈产率比X点高的原因是_______。Z点正反应速率_______X点正反应速率(填“>”、“<”或“无法比较”),理由是_______。
21. 碱土金属指II A族铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)等元素,它们的单质及其化合物有着广泛的用途。
(1)Be基态原子的轨道表示式为________;
镁和铝的第二电离能:I2(Mg)_____I2(Al) (填“>”“ <”或“=”)。
(2)在500~600℃气相中,氯化铍以二聚体Be2Cl4, ()形式存在,在1000 ℃,氯化铍则以BeCl2形式存在。
①在二聚体Be2Cl4中Be的杂化方式为_________,1mol Be2Cl4中含有_______mol 配位键。
②MgCl2的熔、沸点比BeCl2高的原因是__________。
(3)根据巴索洛规则:一般来讲,盐中阴、阳离子半径相差较大时,其溶解度较大。则在水中溶解度 S(SrF2)____S(BaF2) (填“>” “<””或“=”)。
(4)石灰氮(CaCN2)—种碱性肥料,可用作除草剂、杀菌剂、杀虫剂等。
①CaCN2中阴离子为CN22-,与CN22-互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式),写出CN22-的电子式___________。
②CaCN2与水反应生成CaCO3和NH3两种物质,则1mol CaCN2与水反应的过程中,反应物断裂的σ键总数________。
(5)Mg2+与Ni2+、 O2-形成晶体的晶胞结构如图所示(Ni2+未画出),则该晶体的化学式为_______。已知该晶胞参数a pm.则该晶体的密度为_________g·cm-3(用a和NA表示)。
22. CuSO4在印染、农药等方面有广泛应用。某兴趣小组制备CuSO4流程如下:
已知:①CuSO4·5H2O易溶于水,难溶于乙醇,45℃开始逐渐失去结晶水。
②金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围如表所示。
金属离子
pH
开始沉淀
完全沉淀
Fe3+
1.5
2.8
Fe2+
5.5
8.3
Cu2+
54
6.9
请回答:
(1)下列说法正确的是_______。
A.在灼烧前,铜屑表面少量的油污必须除去
B.步骤IV,趁热过滤的目的是为了防止CuSO4·5H2O晶体因降温而析出
C.步骤V,可选用95%乙醇洗涤CuSO4·5H2O
D.步骤VI,加热脱水后的坩埚应放置在石棉网上冷却
(2)步骤I,称取一定量铜屑置于坩埚中灼烧并不断用玻璃棒进行搅拌。如图所示,灼烧时间超过35min,Cu浸出率(即浸出的Cu2+占铜屑的质量比)不再增加,原因是_______。
(3)步骤III操作中
①H2O2也可用稀硝酸代替,但存在明显的缺点,主要缺点是_______和_______。
②实验中选用CuO对溶液pH进行调节,控制溶液的pH=3.3~4.3的理由是_______。
(4)步骤VI,将CuSO4·5H2O置于坩埚中加热脱水,得到CuSO4.该兴趣小组用分光光度法通过绘制标准曲线测定未知CuSO4溶液的浓度,从而测定CuSO4纯度(CuSO4溶液的吸光度与其浓度成正比例,实验时需称取一定量固体溶于稀硫酸配成待测液)。
①请给出下列操作的正确排序:____→____→____→a→____→数据处理
a.配制待测液
b.配制一系列浓度的CuSO4标准溶液
c.绘制标准曲线
d.测定吸光度
②分光光度法测得产品中CuSO4的纯度偏高,则产品中可能混有的物质是_______。
23. 普瑞巴林(K)是一种在临床上广泛使用的抗癫痫药物。普瑞巴林可用异戊二烯(A)作原料来合成,路线如图所示。
已知:i.RCHO++H2O
ii.RCONH2RNH2
(1)按系统命名法,化合物A的名称为_______。
(2)B中官能团的名称是_______;F→G的反应类型是_______。
(3)K发生缩聚反应的化学方程式为_______。
(4)I中有一个六元环,则I的结构简式为_______;J的结构简式为_______。
(5)化合物M是E的同系物相对分子质量比E小14,则M的同分异构体中含一种官能团的有机物有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积之比为1:1的同分异构体的结构简式为_______。
(6)参考上述合成路线,请将下列以乙二醛、丙二酸二甲酯为原料制备己二酸的合成路线流程图补充完整(无机试剂任用)_______己二酸。
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