【高考领航】2025年高中化学学业水平选择性考试模拟试题(江苏)(2)
2024-08-14
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内容正文:
高中化学学业水平选择性考试模拟试题(二)
(考试用时:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共13小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学与中国传统文化颇有渊源。下列说法正确的是( )
A.“指南针”中磁石的主要成分是Fe2O3
B.“后母戊鼎”的材料青铜属于合金
C.“文房四宝”之一宣纸的主要成分是蛋白质
D.“白如玉”瓷器的主要成分是CaCO3
2.CO2催化加氢合成二甲醚(CH3OCH3),变废为宝。下列说法正确的是( )
A.基态C原子的轨道表示式为
C.CH3OCH3中既含极性键又含非极性键
D.CH3OCH3分子间存在氢键
3.实验室制取少量H2S并探究其性质,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
甲 乙 丙 丁
A.用装置甲制备少量H2S B.用装置乙探究H2S的漂白性
C.用装置丙探究H2S的酸性 D.用装置丁吸收H2S
4.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂。下列说法正确的是( )
A.K位于元素周期表的d区 B.电负性大小:S>O
C.离子半径大小:r(K+)<r(S2-) D.碱性强弱:Al(OH)3>KOH
阅读下列材料,完成5~7题。
合理施肥是粮食增产的重要措施,N2、H2在高温、高压、催化剂条件下能合成NH3,电解法也能合成NH3,一种电解法制取NH3的装置如图所示。以NH3为原料可以制氮肥如NH4HCO3、CO(NH2)2等。燃煤产生的SO2和汽车尾气中的NO、NO2造成的酸雨会导致土壤酸化、粮食减产。在有氧条件下,用NH3催化还原NO是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+2O2(g)+2NO(g)3N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。
5.下列说法正确的是( )
A.CO(NH2)2的晶体类型为离子晶体
B.NH3的沸点高于CH4的沸点
C.NH3中的键角大于NH中的键角
D.HCO中C的杂化方式是sp3杂化
6.下列化学反应表示正确的是( )
A.用氨水吸收过量SO2的离子方程式:SO2+2NH3·H2O===2NH+SO+H2O
B.CO(NH2)2在足量H2SO4中水解:CO(NH2)2+3H2O===CO2↑+2NH3·H2O
C.用NaOH溶液吸收NO2:NO2+2OH-===NO+H2O
D.电解时电极A上发生的反应:N2+6e-+6H+===2NH3
7.关于有氧条件下,用NH3催化还原NO的反应的说法正确的是( )
A.使用催化剂不能降低逆反应的活化能
B.反应平衡常数
K=
C.该反应一定能自发进行
D.其他条件不变,增大NO的用量有利于提高NO的转化率
8.双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等,电极Ⅰ为掺杂Na2S2的电极,电极Ⅱ为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是( )
A.离子交换膜a为阳离子交换膜,离子交换膜b为阴离子交换膜
B.放电时,中间储液器中NaOH的浓度不断变大
C.充电时,电极Ⅰ的电极反应式为:2S-2e-===S
D.充电时,电路中每通过1 mol电子,阳极室溶液质量理论上增加9 g
9.M、N、P三种有机物的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.M中所有碳原子可能共平面
B.M、N、P均能与金属钠反应
C.P能发生加成反应、取代反应和氧化反应
D.苯环上含一个取代基且能与碳酸氢钠反应的N的同分异构体共有5种(不考虑立体异构)
10.东南大学化学化工学院张袁健教授探究Fe—N—C和Co—N—C分别催化H2O2分解的反应机理,部分反应历程如图所示(MS表示吸附在催化剂表面物种;TS表示过渡态):
下列说法错误的是( )
A.催化效果:催化剂Co—N—C高于催化剂Fe—N—C
B.Fe—N—C催化:MS1(s)===MS2(s) ΔH=-0.22 eV
C.催化剂Fe—N—C比催化剂Co—N—C的产物更容易脱附
D.Co—N—C和Fe—N—C催化H2O2分解均为吸热反应
11.下列实验设计可以达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验设计
A
验证氢氧化铝属于两性氢氧化物
将2~3 mL 2 mol/L氯化铝溶液注入洁净的试管中,逐滴加入6 mol/L氨水至过量
B
验证Na2CO3溶液中存在CO的水解平衡
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,观察现象
C
比较Cl与C的非金属性
向10 mL 1 mol/L的HCl溶液中滴加少量等浓度的Na2CO3溶液,观察现象
D
比较金属的活泼性
向两只盛有稀硫酸的烧杯中分别投入表面积相同的铜丝和银丝
12.二元有机酸(H2X)的电离常数Ka1=1.67×10-8、Ka2=3.34×10-17。BaX难溶于水,常温下,将BaX溶解在一定浓度的HY溶液中,直至不再溶解,测得混合液中c2(H+)与c2(Ba2+)的关系如图所示。下列说法错误的是( )
已知:①HY是一元强酸,BaY2易溶于水 ②0.192=0.0361,0.382=0.1444
A.NaHX溶液显碱性
B.溶度积Ksp(BaX)≈6.18×10-21
C.b点:2c(Ba2+)+c(H+)===2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-)+c(Y-)
D.若0.1 mol BaX溶于25 mL x mol·L-1HY溶液中得到c点溶液,则x=8.38
13.FeS2具有良好的半导体性能,如图给出了立方FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的S(晶胞中的其他S已省略)。下列叙述正确的是( )
A.Fe2+的最高能层的电子排布式为3d6
B.基态Fe2+共有24种不同空间运动状态的电子
C.FeS2晶胞中距离每个S最近的S有8个
D.晶胞中Fe2+位于S所形成的正八面体的体心
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(16分)废旧锌锰电池中的黑锰粉含有MnO2、MnO(OH)、NH4Cl和少量ZnCl2、Fe2O3及炭黑等,为了保护环境、充分利用锰资源,通过如图甲流程制备MnSO4。
回答下列问题:
(1)基态25Mn原子的简化电子排布式为____________________。
(2)“滤液a”的主要成分为NH4Cl,另外还含有少量ZnCl2等。
①用离子方程式表示“滤液a”呈酸性的原因:_____________。
②根据如图乙所示的溶解度曲线,将“滤液a”蒸发结晶、________、洗涤、干燥,得NH4Cl固体。
乙
(3)“焙炒”的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。“焙炒”过程中空气中O2氧化MnO(OH)的化学方程式为_______________________。
(4)探究“酸浸”中MnO2溶解的适宜操作。
实验Ⅰ.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
实验Ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
①实验Ⅰ中MnO2的作用是__________________________,实验Ⅱ中H2O2的作用是__________________________。
②由实验可知,“酸浸”溶解MnO2时加入试剂的顺序是______________ ___________________________________________________________________。
(5)证明MnSO4溶液中Fe3+沉淀完全:取少量溶液,滴加________________(填试剂),观察到____________________________(填现象)。
15.(15分)有机物M是一种抗癌新药,在医药工业中的一种合成方法如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是__________________。
(2)C中三种含氧官能团的名称是__________________。
(3)E的分子式为C3H8O,由F生成G的化学方程式为_________。
(4)D+G→H的反应类型是______________________。
(5)L的结构简式为_________________________。
(6)C的六元环芳香同分异构体中,能与FeCl3溶液作用显紫色、能发生银镜反应、含有甲基,且核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为________________(任写一种)。
(7)设计由1,3-丁二烯制备琥珀酸的合成路线_____________(无机试剂任选)。
16.(15分)氢化铝锂(LiAlH4)以其优良的还原性广泛应用于医药、农药、香料、染料等行业,实验室按如图流程、装置开展制备实验(夹持、尾气处理装置已省略)。
已知:①LiAlH4难溶于烃,可溶于乙醚、四氢呋喃;
②LiH、LiAlH4在潮湿的空气中均会发生剧烈水解;
③乙醚,沸点34.5 ℃,易燃,一般不与金属单质反应。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是________________;装置b的作用是________________。
(2)乙醚中的少量水分也会对LiAlH4的制备产生严重的影响,以下试剂或操作可有效降低市售乙醚(含水体积分数为0.2%)含水量的是________。
a.钠 b.分液
c.五氧化二磷 d.通入乙烯
(3)下列说法正确的是________。
a.AlCl3能溶于乙醚,可能与AlCl3可以形成二聚体有关
b.滤渣A的主要成分是LiCl
c.为提高过滤出滤渣A的速度,可先加水让滤纸紧贴漏斗内壁
d.为提高合成LiAlH4的速率,可将反应温度提高到50 ℃
e.操作B可以在分液漏斗中进行
(4)该制备原理的不足之处是____________________________。
(5)LiAlH4(不含LiH)纯度可采用如下方法测定(装置如图所示):25 ℃,常压下,准确称取产品LiAlH4 m g,记录量气管B起始体积读数V1 mL,在分液漏斗中准确加入过量的四氢呋喃、水混合液15.0 mL,打开旋塞至滴加完所有液体,立即关闭旋塞,调整量气管B,读数V2 mL,过量四氢呋喃的作用________________;LiAlH4的质量分数为____________(已知25 ℃时,气体摩尔体积为Vm L/mol,列出计算式即可)。
17.(15分)氨是化肥工业和有机化工的主要原料,历史上在合成氨的理论可行性、工业化及机理等方面的研究上产生过三位诺贝尔奖得主。回答下列问题:
(1)科学家基于不同的催化体系提出了相应的反应机理。
①基于铁催化体系(添加了氧化铝和氧化钾)的反应机理及能量变化如图所示,据此计算反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH=__________。
②中科院大连化学物理研究所科研团队构筑了“过渡金属—LiH”双活性中心催化体系,显著提高了传统金属催化剂在温和条件下的合成氨性能,其反应过程分为以下三步(*表示催化剂的活性位点),据此写出Ⅱ的化学方程式。
Ⅰ.N2+2*===2N*;
Ⅱ.______ ___________________________________________________;
Ⅲ.[LiNH]+H2===LiH+NH3。
(2)研究表明,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在不同压强(p)和氮氢比[n(N2)∶n(H2)]下,平衡体系中氨的体积分数[φ(NH3)]随温度(T)的变化曲线如图所示。
①a点对应的转化率:α(N2)________α(H2)(填“>”“<”或“=”,下同);p2__________p3。
②c点对应的φc(NH3)小于a点对应的φa(NH3),解释其原因为_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
③a、b、c三点对应的压强平衡常数(Ka、Kb和Kc)的大小关系为________________;a点对应的压强平衡常数Kp=______________(用体系中各气体的分压来表示,分压=总压×物质的量分数)
(3)合成氨动力学研究表明,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡时,正反应的速率方程为v正=k正p(N2)·p1.5(H2)·p-1(NH3)。已知:Kp=,k正、k逆为速率常数。据此计算,v逆=k逆pα(N2)·pβ(H2)·pγ(NH3)中β=______________;γ=______________。
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高中化学学业水平选择性考试模拟试题(二)
1—6 BBBCBD 7—13 CCABBBD
1.B 磁石的主要成分是Fe3O4,A错误;青铜为铜锡合金,B正确;宣纸的主要成分为纤维素,C错误;瓷器的主要成分为硅酸盐,D错误。
2.B 基态C原子2p能级的两个电子应占据不同的轨道,A错误;CO2分子中C原子与每个O原子共用两对电子,电子式为,B正确;CH3OCH3中没有两个相同原子形成的非极性键,C错误;形成氢键的条件为分子中有O—H键、H—F键或N—H键,CH3OCH3分子中没有O—H键,D错误。
3.B 稀盐酸可与FeS反应生成H2S,A正确;H2S与氯水反应,H2S表现其还原性,B错误;H2S通入石蕊试液,溶液变红,说明了H2S溶于水显酸性,C正确;H2S有毒,可用碱溶液吸收,D正确。
4.C K位于元素周期表的s区,A错误;电负性大小:O>S,B错误;K+和S2-的电子层结构相同,离子半径随核电荷数的增大而减小,C正确;钾的金属性比铝的强,碱性:KOH>Al(OH)3,D错误。
5.B CO(NH2)2由分子构成,属于分子晶体,A错误;NH3分子间存在氢键,而CH4分子间不存在氢键,因此NH3的沸点比CH4的高,B正确;NH3、NH的中心原子N原子均采用sp3杂化,NH3中N原子上孤电子对数为1,NH中N原子上无孤电子对,孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,因此键角:NH>NH3,C错误;HCO中C原子的价层电子对数为3,采用sp2杂化,D错误。
6.D 用氨水吸收过量SO2生成NH和HSO,离子方程式为SO2+NH3·H2O===NH+HSO,A错误;CO(NH2)2在足量H2SO4中水解的离子方程式为CO(NH2)2+H2O+2H+===CO2↑+2NH,B错误;氢氧化钠可以和NO2反应生成NaNO2、NaNO3和H2O,其离子方程式为2NO2+2OH-===NO+H2O+NO,C错误;电极A上N2得到电子生成NH3,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式,D正确。
7.C 催化剂能同时降低正、逆反应的活化能,A错误;固体、纯液体的浓度视为常数,不代入平衡常数的表达式,但是此反应的生成物是水蒸气,故反应平衡常数K=,B错误;该反应的ΔH<0,气体生成物的化学计量数之和大于气体反应物的化学计量数之和,ΔS>0,则ΔG=ΔH-TΔS始终小于0,故该反应一定能自发进行,C正确;其他条件不变,增大NO的用量,NO的转化率降低,D错误。
8.C 由图分析可知,电极Ⅱ为碳电极,放电时,氧气发生还原反应生成氢氧根离子,为正极,则电极Ⅰ为负极;放电时,正极发生还原反应,反应为O2+2H2O+4e- ===4OH-;负极发生氧化反应,反应为2S-2e-===S;正极区氢氧根离子向左侧运动,离子交换膜b为阴离子交换膜;负极区钠离子向右侧运动,离子交换膜a为阳离子交换膜,中间储液器中NaOH的浓度不断变大,A、B均正确;充电时,电极Ⅰ为阴极,得到电子发生还原反应,C错误;充电时,电极Ⅱ为阳极区,反应为4OH--4e-===O2+2H2O,电路中每通过1 mol电子,从中间储液器进入阳极室1 mol氢氧根离子、同时生成0.25 mol氧气,溶液质量理论上增加17 g-8 g=9 g,D正确。
9.A M中连接羟基的碳原子是饱和碳原子,故M中所有碳原子不可能共面,故A错误;M和N分子中有羟基,P分子中有羧基,都能与金属钠反应生成氢气,故B正确;P分子中有苯环、碳碳双键和酮羰基,能与氢气加成;有羧基,能与醇发生取代反应;有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故C正确;苯环上含一个取代基且能与碳酸氢钠反应,则含有羧基,苯环上连有的取代基可以是—CH(COOH)CH2CH3、—CH2CH(COOH)CH3、
—CH2CH2CH2COOH、—C(CH3)2COOH、—CH(CH3)CH2COOH,共有5种同分异构体,故D正确。
10.B 由图可知,使用催化剂Co—N—C时的活化能小于使用催化剂Fe—N—C时的活化能,则催化效果:催化剂Co—N—C高于催化剂Fe—N—C,A正确;Fe—N—C催化时,1分子MS2(s)比1分子MS1(s)能量低0.22 eV,则生成1 mol MS2(s)放热为0.22×1.6×10-19×10-3×6.02×1023 kJ=21.2 kJ,故MS1(s)===MS2(s) ΔH=-21.2 kJ/mol,B错误;过氧化氢分解生成水和氧气,使用催化剂Fe—N—C时吸附产物MS3能量更高,更容易脱附,C正确;H2O2分解为吸热反应,催化剂改变反应速率,但是不会改变反应的热效应,不管使用哪种催化剂,H2O2的分解热效应是相同的,D正确。
11.B 氨水碱性较弱,无法与氢氧化铝反应,不能达到实验目的,A错误;向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,二者反应产生BaCO3沉淀,若溶液红色变浅,说明反应后导致溶液中c(OH-)减小,证明Na2CO3溶液中存在水解平衡,降低CO的浓度,水解平衡逆向移动,B正确;HCl不是Cl的最高价含氧酸,上述实验可证明HCl的酸性比H2CO3的强,但得不到Cl与C的非金属性强弱的结论,C错误;铜和银皆为氢后金属,二者均不能和硫酸反应,不能达到实验目的,D错误。
12.B 由题意可知,NaHX溶液中存在HX-的电离和水解,HX-+H2OH2X+OH-,Kh==≈6×10-7>Ka2,水解大于电离,所以溶液显碱性,A正确;BaX溶于HY酸,离子方程式为BaX+2H+Ba2++H2X,c(Ba2+)≈c(H2X),Ka1×Ka2=×=
=,c(X2-)=,Ksp(BaX)=c(Ba2+)·c(X2-)=c(Ba2+)×=
≈6.18×10-23,B错误;b点时,溶液中有BaY2和H2X,由电荷守恒可知,2c(Ba2+)+c(H+)===2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-)+c(Y-),C正确;BaX溶于HY酸,离子方程式为BaX+2H+Ba2++H2X,0.1 mol BaX消耗0.2 mol H+,c点溶液中,c(H+)= mol/L=0.38 mol/L,则n(H+)=0.38 mol/L×0.025 L=0.0095 mol,c(HY)==8.38 mol/L,D正确。
13.D Fe2+的最高能层的电子排布式为3s23p63d6,A错误;基态Fe2+共占据14个原子轨道,有14种不同空间运动状态的电子,B错误;FeS2晶胞中的Fe2+的个数为8×+6×=4,根据化学式可知晶胞中有4个S,结合晶胞图可知,若每个棱上有1个S,立方体心有1个S,则晶胞中有S个数为1+12×=4,FeS2晶胞中,12个棱上的S距离体心S相等,则距离每个S最近的S有12个,C错误;晶胞中S周围最近Fe2+在立方体的面心上,有6个,则离每个Fe2+最近的S有6个,Fe2+位于S所形成的正八面体的体心,D正确。
14.解析:(1)锰为25号元素,基态25Mn原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s2。(2)①“滤液a”的主要成分为NH4Cl,还含有少量ZnCl2,溶液显酸性主要是由NH的水解导致,离子方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+。②根据溶解度曲线判断,NH4Cl溶解度低温时较小,且溶解度受温度影响不大,ZnCl2的溶解度受温度影响较大,将“滤液a”蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥,得NH4Cl固体。(3)“焙炒”时空气中的O2将MnO(OH)氧化为MnO2:4MnO(OH)+O24MnO2+2H2O。(4)①实验Ⅰ中,固体MnO2没有明显溶解,即产生大量气泡是由于MnO2催化H2O2分解导致;实验Ⅱ中固体完全溶解,产生大量气泡,即MnO2转化为Mn2+,H2O2转化为O2和H2O,可判断H2O2为还原剂。②由两组实验可知,“酸浸”时应先加入稀硫酸再加入H2O2溶液,MnO2才能溶解转化为Mn2+。(5)检验Fe3+沉淀完全的方法:取少量溶液,滴加KSCN溶液,溶液不变红色,说明Fe3+完全沉淀。
答案:(1)[Ar]3d54s2 (2)①NH+H2ONH3·H2O+H+ ②趁热过滤 (3)4MnO(OH)+O24MnO2+2H2O (4)①作催化剂 作还原剂 ②先加入稀H2SO4,再加入H2O2溶液 (5)KSCN溶液 溶液不变红
15.解析:由B的结构简式和A的分子式以及A到B的转化条件可知,A的结构简式为:,由G的结构简式和已知信息ⅱ可知,E的结构简式为:CH3CH(OH)CH3、F的结构简式为:CH3CHBrCH3,由J的结构简式和H到J的转化条件并结合已知信息ⅰ可知,H的结构简式为:,由J、M的结构简式和J到L、L到M的转化条件并结合已知信息ⅲ可知,L的结构简式为:,(1)由A的结构简式可知,A的化学名称为间苯二酚或者1,3-苯二酚;(3)由分析可知,E的分子式为C3H8O,E的结构简式为:CH3CH(OH)CH3、F的结构简式为:CH3CHBrCH3,则由F生成G的化学方程式为CH3CHBrCH3+NaICH3CHICH3+NaBr;(4)结合D、G、H的结构简式可知,D+G→H的反应类型是取代反应;(6)由题干信息可知,C的分子式为:C8H8O3,则C的六元环芳香同分异构体中,能与FeCl3溶液作用显紫色即含有酚羟基、能发生银镜反应即含有醛基、含有甲基,且核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为:;(7)本题可采用正向合成法,即1,3-丁二烯与溴发生1,4加成反应生成BrCH2CH===CHCH2Br,再与H2发生加成反应生成BrCH2CH2CH2CH2Br,BrCH2CH2CH2CH2Br在NaOH水溶液中发生水解反应生成
HOCH2CH2CH2CH2OH,HOCH2CH2CH2CH2OH发生催化氧化反应生成OHCCH2CH2CHO,
OHCCH2CH2CHO再催化氧化即可得到
HOOCCH2CH2COOH,由此确定合成路线。
答案:(1)间苯二酚或者1,3-苯二酚 (2)醛基、羟基和醚键 (3)CH3CHBrCH3+NaICH3CHICH3+NaBr (4)取代反应
(5)
(7)CH2===CHCH===CH2BrCH2CH===CHCH2Br BrCH2CH2CH2CH2Br
HOCH2CH2CH2CH2OH
OHCCH2CH2CHOHOOCCH2CH2COOH
16.解析:由题给流程可知,氯化铝乙醚溶液与氢化锂乙醚溶液在28 ℃条件下搅拌反应生成氢化铝锂和不溶于乙醚的氯化锂,过滤得到滤渣氯化锂和氢化铝锂乙醚滤液;向滤液中加入苯,蒸馏得到氢化铝锂和苯的混合物;混合物经过一系列操作C得到粗产品。(1)氢化锂、氢化铝锂在潮湿的空气中均会发生剧烈水解可知,装置b中盛有的固体干燥剂用于防止空气中水蒸气进入,保持反应装置干燥,防止氢化锂、氢化铝锂发生水解;(2)a.钠能与水反应生成不溶于乙醚的氢氧化钠和氢气,则用金属钠可以除去乙醚中的水,故正确;b.乙醚微溶于水,不能用分液的方法除去乙醚中的水,故错误;c.五氧化二磷是酸性干燥剂,能与水反应生成磷酸,则五氧化二磷可以除去乙醚中的水,故正确;d.乙烯不能与水反应,溶于乙醚,则通入乙烯不能除去乙醚中的水,故错误;(3)a.氯化铝中氯和铝可以通过配位键形成二聚氯化铝,由相似相溶原理可知,二聚氯化铝能溶于乙醚,则氯化铝能溶于乙醚与氯化铝可以形成二聚体有关,故正确;b.由分析可知,滤渣A的主要成分是不溶于乙醚的氯化锂,故正确;c.氢化铝锂在潮湿的空气中会发生剧烈水解,所以过滤时不能加水让滤纸紧贴漏斗内壁,故错误;d.由题给信息可知,乙醚的沸点34.5 ℃,则实验时不能将反应温度提高到50 ℃,否则乙醚挥发不利于氯化铝和氢化锂的接触反应,会使反应速率减慢,故错误;e.由分析可知,操作B为蒸馏,不能在分液漏斗中进行,故错误;(4)由分析可知,氯化铝乙醚溶液与氢化锂乙醚溶液在28 ℃条件下搅拌反应生成氢化铝锂和不溶于乙醚的氯化锂,反应的化学方程式为AlCl3+4LiHLiAlH4+3LiCl↓,由方程式可知,该制备原理的不足之处是反应中氢化锂主要转化为氯化锂导致氢化锂的利用率低;(5)氢化铝锂与水反应生成氢氧化铝、氢氧化锂和氢气,反应的化学方程式为LiAlH4+4H2O===Al(OH)3+LiOH+4H2↑,由题意可知,反应生成氢气的物质的量为 mol,则氢化铝锂的质量分数为
×100%=×100%。
答案:(1)恒压滴液漏斗 防止空气中水蒸气进入,保持反应装置干燥 (2)ac (3)ab (4)LiH的利用率低
(5)减缓LiAlH4与水反应的速率 ×100%
17.解析:(1)①由反应机理及能量变化图可知,ΔH=2(-E1+E2-E3+ΔH1+E4-E5+ΔH2+E6)=2(E2+E4+E6-E1-E3-E5)+2(ΔH1+ΔH2);②设Ⅳ.N2+3H22NH3,则Ⅳ-Ⅰ-2Ⅲ得,2N*+2LiH===2*+2[LiNH],化简得N*+LiH=*+[LiNH],即Ⅱ的化学方程式为N*+LiH===*+[LiNH]。(2)①a点时,投料比n(N2)∶n(H2)=1∶3,而消耗量按照化学计量数之比也为1∶3,则对应氮气和氢气的转化率相等;投料比为1∶3时的φ(NH3)应是同温同压下的最大值,可实际上,同一温度下Ⅱ对应氨气的体积分数大于Ⅲ,说明压强p2>p3,因为压强增大,平衡正向移动,氨气的体积分数增大;②合成氨反应是一个气体分子数减小的放热反应,减小压强或升高温度,平衡逆向移动,φ(NH3)减小。与a点相比,c点的温度高、压强大,温度对φ(NH3)的影响起主导作用,从而导致c点对应的φc(NH3)小于a点对应的φa(NH3);③压强平衡常数只受温度影响,温度不变平衡常数不变,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,由图像可知,温度:c>a=b,则压强平衡常数Ka=Kb>Kc;a点时,φa(NH3)=40%,设反应的N2的物质的量为x mol,投入N2的物质的量为1 mol,列三段式:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始/mol 1 3 0
变化/mol x 3x 2x
平衡/mol 1-x 3-3x 2x
则φa(NH3)=×100%=40%,解得x=,达到平衡时氮气物质的量分数为=,同理可得氢气和氨气的物质的量分数分别为和,则a点对应的压强平衡常数Kp=。(3)当达到平衡时,v正=v逆,即k正p(N2)·p1.5(H2)·p-1(NH3)=k逆pα(N2)·pβ(H2)·pγ(NH3),则Kp===
,由此可得1.5-β=3,γ+1=2,解得β=-1.5,γ=1。
答案:(1)① 2(E2+E4+E6-E1-E3-E5)+2(ΔH1+ΔH2) ②N*+LiH===*+[LiNH] (2)①= > ②合成氨反应是一个气体分子数减小的放热反应,减小压强或升高温度,平衡逆向移动,φ(NH3)减小。与a点相比,c点的温度高、压强大,温度对φ(NH3)的影响起主导作用 ③Ka=Kb>Kc
(3)-1.5 1
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