【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)(11)
2025-01-06
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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(十一)
1—6 AADCDB 7—13 CBDBDDD
1.A 天然气主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,故A错误;用二氧化碳人工合成淀粉,可以减少二氧化碳的排放和农药、化肥的使用,有利于减少农药、化肥污染和促进“碳中和”的目标实现,故B正确;文中“纸”指的是主要成分为蛋白质的缣帛,故C正确;含2个中子的氦原子的质子数为2、质量数为4,可表示为He,故D正确。
2.A NH3中N元素的电负性大于H的电负性,N元素为-3价,A正确;H2O中O原子上的孤电子对数=×(6-2×1)=2,价层电子对数为4,采取sp3杂化,H2O的空间结构为V形,B错误;CO2的结构式为O===C===O,电子式为∶,C错误;NH4HCO3是离子化合物,含有离子键和共价键,D错误。
3.D 二氧化锰与浓盐酸制取氯气需要加热,A错误;除去Cl2中的氯化氢,不能用饱和NaHCO3溶液,应该用饱和食盐水,B错误;氯水中含次氯酸能漂白试纸,不能用pH试纸测氯水pH,C错误;用NaOH溶液吸收Cl2,D正确。
4.C A.非金属性越强,电负性越大,则电负性为O>N>S,故A项错误;B.单质硫是由分子通过分子间作用力结合而成,是分子晶体,B项错误;C.同周期第一电离能从左到右呈逐渐增大的趋势,但第ⅡA、ⅤA族比相邻元素高,所以N>O>C,C项正确;D.硝酸根中既有N—O σ键,又有一个4原子6电子的大π键,D项错误。
5.D 题给信息“化石燃料燃烧时产生的高温可使N2转变为氮氧化物”,属于氮的固定,A正确,D错误;由图知B、C正确。
6.B NO2被水吸收的化学方程式应为3NO2+H2O===2HNO3+NO,A错误;氮气和氧气雷雨天气反应为N2+O22NO,C错误;铜与稀硝酸反应生成NO,应为8H++2NO+3Cu===3Cu2++2NO↑+4H2O,D错误。
7.C DSA电极上NH3→N2,Cl-→Cl2,发生氧化反应,故与外接电源的正极相连,A错误;Cl-发生的电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,B错误;发生反应②生成NO,使水体富营养化,故应控制条件避免发生,C正确;1 mol HO·和足量NH3反应,O元素由-1价下降为-2价,转移的电子数为6.02×1023,D错误。
8.B 由石油提炼柴油是利用了分馏的方法分离得到不同沸点的物质,故A不选;制玻璃的过程中石英砂和石灰石高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳,该反应是高沸点的物质制备低沸点物质的反应,与元素的非金属性无关,故选B;二氧化硫具有杀菌、防氧化的功能,所以酿制葡萄酒的过程中添加适量二氧化硫,故C不选;酚类物质可与溶液中铁离子发生显色反应使溶液变为紫色,所以可用氯化铁溶液检验茶水中的酚类物质,故D不选。
9.D M分子中含有碳碳双键、羧基、氨基、硝基4种官能团,其中羧基和硝基为含氧官能团,A正确;M分子中苯环、碳碳双键、羧基、硝基是平面结构,则分子中可能共平面的原子数最多有23个,B正确;N分子与足量氢气加成后的结构简式中含有如图*所示的2个手性碳原子:,C正确;N分子羰基、硝基能与氢气反应,则1 mol N最多消耗5 mol氢气,D错误。
10.B 该反应为气体分子总数减小的反应,所以压强越大,平衡正向进行的程度越大,CH3OH(g)的平衡体积分数越高,故p1>p2,A项正确;温度升高,CH3OH(g)的平衡体积分数减小,说明该反应为放热反应,ΔH<0,B项错误;N点时对应该反应的平衡常数与M点相同,列三段式,
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
起始量/mol 2 1 0
变化量/mol 2x x x
平衡量/mol 2-2x 1-x x
M点CH3OH(g)的平衡体积分数即物质的量分数为40%,则=0.4,解得x=,平衡时总物质的量为3 mol-2× mol= mol,p(H2)=p2,p(CO)=p2,p(CH3OH)=p2,该反应的Kp===,C项正确;M、N两点使用不同催化剂时,催化剂活性不同,压强也不同,正反应速率可能相等,D项正确。
11.D 苯酚与少量溴水反应生成的三溴苯酚溶于过量的苯酚,没有沉淀现象,A项错误;硝酸钡是重金属盐,蛋白质在硝酸钡溶液中会发生变性,B项错误;两种盐的阳离子不同,铵根离子促进氟离子水解,故不能证明酸性强弱,应选择同浓度的NaClO溶液、NaF溶液进行实验,C项错误;碘与碘化钾反应:I2+I-I,故I2在KI溶液中的溶解度大于在四氯化碳中的溶解度,D项正确。
12.D 由图可知,25 ℃,c(HA- )=c(H2A)时,pH约为4,则H2A第一步电离平衡常数Ka1==c(H+)≈10-4,A正确;c点溶液中,溶液中溶质为NaHA和Na2A,且c(HA-)=c(A2-),由电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),pH=7,c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)=3c(HA-)=3c(A2-)=2c(HA- )+c(A2-),B正确;未加氢氧化钠溶液时,H2A电离出氢离子,抑制水的电离,加入氢氧化钠溶液,酸逐渐被中和为盐,对水的抑制程度减弱,生成的NaHA、Na2A能水解,促进水的电离,当酸碱恰好中和为Na2A,即d点附近(pH突变),对水的电离促进程度最大,故a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:d>c>b>a,故C正确;b点溶液中溶质为NaHA和Na2A,结合图像可知c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),b点pH<7,c(H+)>c(OH-),HA-的电离程度大于水解程度,则c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)>c(H2A),D错误。
13.D A.晶胞中位于顶点、面上和体内的Cu原子个数=8×+4×+1×1=4,位于面上、棱上的In原子个数=6×+4×=4,位于体内的Te原子个数=8×1=8,则Cu、In、Te的原子个数比为4∶4∶8=1∶1∶2,晶体的化学式为CuInTe2,A选项正确;B.由位于顶点A点和体心B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、可知,C原子的分数坐标为,B选项正确;C.由晶胞结构可知,Cu、In原子形成的四面体空隙有16个,则四面体空隙的占有率为×100%=50%,C选项正确;D.由晶胞中C、D形成的直角三角形的边长为 pm、 pm可知,C、D间距离d== pm,D选项错误。
14.解析:(1)由Zn(OH)2与Fe(OH)2的Ksp数据可知Zn(OH)2与Fe(OH)2沉淀时pH相近,不易通过调pH分离Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2与Fe(OH)3沉淀时pH相差较大,易于通过调pH分离Fe3+和Zn2+。(2)锰位于元素周期表第四周期,第ⅦB族;“除锰”过程中,高锰酸钾溶液将Mn2+氧化为MnO2,离子方程式为:3Mn2++2MnO+2H2O===5MnO2↓+4H+;由图可知,当>2.5时,溶液中锰含量增大,而锰去除率下降,其原因是:过量的KMnO4进入溶液。(3)为考查Zn粉用量对“除铅”过程中铅元素去除率的影响,实验组控制不变的因素有:“除锰”滤液浓度与体积、反应温度、反应时间、搅拌速率。(4)以“ZnSO4溶液”为原料制备高纯ZnO的实验方案为:在搅拌下向ZnSO4溶液中缓慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;当向上层清液中继续滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再产生沉淀时,过滤,所得滤渣用蒸馏水洗涤,直至最后一次洗涤滤液加入稀盐酸和BaCl2溶液后不再产生浑浊;将所得沉淀烘干后灼烧至恒重。
答案:(1)Zn(OH)2与Fe(OH)2沉淀时pH相近,不易通过调pH分离Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2与Fe(OH)3沉淀时pH相差较大,易于通过调pH分离Fe3+和Zn2+
(2)四 ⅦB 3Mn2++2MnO+2H2O===5MnO2↓+4H+ 过量的KMnO4进入溶液 (3)反应时间、搅拌速率 (4)在搅拌下向ZnSO4溶液中缓慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;当向上层清液中继续滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再产生沉淀时,过滤,所得滤渣用蒸馏水洗涤,直至最后一次洗涤滤液加入稀盐酸和BaCl2溶液后不再产生浑浊;将所得沉淀烘干后灼烧至恒重
15.解析:A在浓硫酸、浓硝酸条件下,发生硝化反应生成B,根据C的分子式和D的结构简式,可以推出C的结构简式为:,X的结构简式为:,D在还原剂Fe的作用下发生还原反应,—NO2还原成—NH2,再与CS2在KOH和CH3CH2OH的作用下生成F,最后与CH3I在一定条件下得到产品。(1)根据A的结构,A的名称为:1,2,4-三氯苯(或偏三氯苯);(2)A在浓硫酸、浓硝酸条件下,发生硝化反应生成B,反应方程式为:;(4)D在还原剂Fe的作用下发生还原反应,—NO2还原成—NH2,反应类型为:还原反应;(5)C的结构简式为:,根据“定二移一,再加一的方法”,与C具有相同官能团的芳香族同分异构体为:,加上—NO2,有3种,,加上—NO2,除去C有2种,,加上—NO2,有3种,,加上—NO2,有3种,,加上—NO2,有2种,,加上—NO2,有2种,共15种;(6)根据上述合成路线,以溴苯为原料,合成邻苯二胺的路线为:
。
答案:(1)1,2,4-三氯苯(或偏三氯苯) (2)
16.解析:实验中,用铁屑和稀硫酸反应:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,生成的H2可以排除装置内的空气,防止亚铁盐被氧化,同时,产生的H2可使装置b中的压强增大,将FeSO4溶液压入三颈烧瓶中,与甘氨酸反应制备甘氨酸亚铁。(1)打开K2,关闭K3,产生的H2可使装置b中的压强增大,将FeSO4溶液压入三颈烧瓶中,与甘氨酸反应制备甘氨酸亚铁;(2)仪器c的名称是三颈烧瓶;柠檬酸酸性较强,有强还原性,所以加入少量的柠檬酸,可以防止甘氨酸亚铁被氧化,也可以调节溶液的pH,抑制亚铁离子水解;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇、冰醋酸,甘氨酸在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度,反应完成后,向c中反应混合液中加入乙醇,生成白色沉淀,这说明溶液的极性减弱;(3)生成甘氨酸亚铁的化学方程式为:FeSO4+2H2NCH2COOH+2NaOH===(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O。(4)由于pH过高会生成Fe(OH)2,过低时c(H2NCH2COO-)很小,难以生成甘氨酸亚铁,所以pH过高或过低,产品产率均下降;(5)因为甘氨酸在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度,甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于冰醋酸,所以先向称取的粗产品加入冰醋酸,得到较纯的甘氨酸亚铁沉淀,再将其溶于水配成溶液,加入酸性高锰酸钾溶液滴定,发生反应:18H++5RNH2+6MnO===5RNO2+6Mn2++14H2O,5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O,根据反应得出关系式:(H2NCH2COO)2Fe~2.6KMnO4,所以n[(H2NCH2COO)2Fe]=n(KMnO4)=×0.1 mol·L-1×26×10-3 L×10=0.01 mol,所以m[(H2NCH2COO)2Fe]=0.01 mol×204 g·mol-1=2.04 g,该样品的纯度为:w=×100%≈92.7%。
答案:(1)打开K2,关闭K3 (2)三颈烧瓶 防止亚铁离子被氧化且能抑制亚铁离子水解 减弱 (3)FeSO4+2H2NCH2COOH+2NaOH===(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O (4)pH过高会生成Fe(OH)2,过低时c(H2NCH2COO-)很小,难以生成甘氨酸亚铁 (5)冰醋酸 92.7%
17.解析:(1)根据盖斯定律,将反应①的1.5倍减去反应②的一半得到CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(-484 kJ·mol-1)×1.5-(-1353 kJ·mol-1)÷2=-49.5 kJ·mol-1;(2)①根据表中信息在210 ℃时STY最大,因此该反应最适宜的温度是210 ℃;②在220 ℃和170 ℃条件下,该反应速率之比:v(220 ℃)∶v(170 ℃)=0.20∶0.10=2∶1;③随温度升高,甲醇的时空收率先增大后减小,可能的原因是随温度升高,反应速率加快,甲醇时空收率增大;继续升高温度,催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等),使甲醇时空收率降低;(3)①分析温度高于236 ℃时图中曲线下降的原因:根据方程式分析主反应是放热反应,副反应是吸热反应,升高温度,主反应平衡逆向移动,副反应平衡正向移动,且主反应平衡移动程度占主要因素,因而使 CO2转化率、甲醇选择性均下降;②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应,244 ℃时二氧化碳转化率是10.5%,甲醇选择性为58.3%,因此此温度下反应生成CH3OH的物质的量为1 mol×10.5%×58.3%≈0.061 mol;③在压强为p的反应条件下,1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为20%,甲醇选择性为50%,
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
开始 1 mol 3 mol 0 0
转化 0.1 mol 0.3 mol 0.1 mol 0.1 mol
平衡 0.1 mol
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
开始 1 mol 3 mol 0 0
转化 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
平衡 0.1 mol
则平衡时二氧化碳物质的量为0.8 mol,氢气物质的量为2.6 mol,甲醇物质的量为0.1 mol,水蒸气物质的量为0.2 mol,一氧化碳物质的量为0.1 mol,总气体物质的量为3.8 mol,则该温度下主反应的平衡常数
Kp=。
答案:(1)-49.5 (2)① 210 ℃ ②2∶1 ③随温度升高,反应速率加快,甲醇时空收率增大;继续升高温度,催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等),使甲醇时空收率降低 (3)① 主反应是放热反应,副反应是吸热反应,升高温度,主反应平衡逆向移动,副反应平衡正向移动,且主反应平衡移动程度占主要因素,因而使CO2转化率、甲醇选择性均下降
②0.061 ③
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高中化学学业水平选择性考试模拟试题(十一)
(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.化学与生活、生产及环境密切相关,下列说法错误的是( )
A.“北溪”管道输送的天然气主要成分是烷烃,其中己烷占绝大多数
B.用CO2人工合成淀粉,有利于减少农药、化肥污染和促进“碳中和”
C.“自古书契多编以竹简,其用缣帛者(丝织品)谓之为纸”,文中“纸”的主要成分是蛋白质
D.我国气象探测气球可飞入3万米以上高空,气球内充有氦气,含2个中子的氦原子可表示为He
2.利用反应CO2+H2O+NH3===NH4HCO3可制备碳铵。下列说法正确的是( )
A.NH3中N元素的化合价为-3 B.H2O的空间结构为直线形
C.CO2的电子式为∶ D.NH4HCO3仅含共价键
3.实验室制取少量Cl2并研究其性质,下列实验装置和操作能达到实验目的的是( )
A.制取Cl2 B.除去杂质HCl C.测量氯水pH D.吸收尾气中的Cl
4.《天工开物》记载:“凡火药以硝石、硫磺为主,草木灰为辅……而后火药成声”,涉及的主要反应为S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑。下列说法正确的是( )
A.电负性:N>O>S B.单质硫属于共价晶体
C.第一电离能:N>O>C D.KNO3中的共价键只含有σ键
阅读下列材料,完成5~7题。
氮是参与生命活动的重要元素。氮在大气圈、水圈和生物圈中进行元素循环。自工业革命以来,人类活动大大加剧了含氮化合物在大气圈和水圈中的总流量,如化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物,从而对生态平衡产生了严重影响。从化学的视角深刻理解氮循环,合理使用含氮化合物,科学处理大气和水圈中的氮元素,保障地球生态安全,是化学学科的重要研究内容和责任。
5.煤燃烧时,烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.燃煤过程中发生了氮的固定 B.燃煤温度越高NOx污染越重
C.含氧量越高越容易生成NO D.煤燃烧不影响自然界氮循环
6.下列化学反应表示正确的是( )
A.用水吸收二氧化氮制硝酸:2NO2+H2O===HNO3+NO
B.用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气:NO+NO2+2OH-===2NO+H2O
C.雷雨天气空气中的氮气和氧气反应:N2+2O22NO2
D.铜粉和稀硝酸反应:4H++2NO+Cu===Cu2++2NO2↑+2H2O
7.用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.DSA电极与外接电源的负极连接
B.Cl-发生的电极反应为Cl-+H2O-2e-===ClO-+2H+
C.降解过程中应该控制条件避免发生反应②
D.1 mol HO·和足量NH3反应,转移的电子数为2×6.02×1023
8.下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ无因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
由石油提炼柴油
分馏方法可用于分离不同沸点的物质
B
制玻璃的过程中石英砂和石灰石发生反应
碳的非金属性比硅强
C
酿制葡萄酒的过程中添加适量SO2
SO2具有杀菌、防氧化功能
D
用FeCl3检验茶水中的酚类物质
酚类物质可与Fe3+反应生成有色物质
9.M和N是合成造影剂碘番酸的重要中间体,结构如图所示。下列说法错误的是( )
(M) (N)
A.M分子中有2种含氧官能团
B.M分子中可能共平面的原子数最多有23个
C.N与足量H2加成后产物中含2个手性碳原子
D.1 mol N与足量H2反应(—NO2转化为—NH2)时最多消耗3 mol H2
10.我国在H2和CO合成CH3OH的研究中取得重大突破。向某密闭容器中,按物质的量为2∶1的比例充入H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH。测得不同压强下CH3OH(g)的平衡体积分数随温度变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.p1>p2
B.该反应的焓变ΔH>0
C.N点时对应该反应的Kp=
D.M、N两点使用不同催化剂时,正反应速率可能相等
11.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
在苯酚溶液中滴加少量溴水
没有明显现象
苯酚与溴不反应
B
在鸡蛋清溶液中加入饱和Ba(NO3)2溶液
有沉淀生成
蛋白质发生盐析
C
用pH计测定同浓度的NH4F溶液和NaClO溶液的pH
后者pH较大
Ka(HF)>Ka(HClO)
D
在I2的CCl4溶液中加入浓KI溶液,振荡
四氯化碳层紫红色变浅
I2在四氯化碳中的溶解度小于在KI溶液中的溶解度
12.25 ℃时,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,H2A被滴定分数[]、pH及微粒分布分数δ[δ(X)=,X表示H2A、HA-或A2-]的关系如图所示:
下列说法错误的是( )
A.25 ℃时,H2A第一步电离平衡常数Ka1≈10-4
B.c点溶液中:c(Na+)=2c(HA-)+c(A2-)
C.a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:d>c>b>a
D.b点溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(H2A)>c(OH-)
13.一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(,,),下列说法错误的是( )
A.该晶体的化学式为CuInTe2
B.C点原子的分数坐标为(,,)
C.晶胞中四面体空隙的占有率为50%
D.晶胞中C、D间距离d= pm
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(16分)高纯ZnO可用作电子元件材料。以次氧化锌酸浸液(主要含有 Zn2+、SO,还含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Pb2+等)为原料制备高纯ZnO的实验流程如下:
已知:常温下,Ksp[Zn(OH)2]=2.1×10-16,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)“除铁”时,须将Fe2+氧化为Fe3+的原因是_______________________。
(2)锰位于元素周期表第________周期,第________族。“除锰”反应的离子方程式为___________________________________。
其他条件不变时,与锰去除率、溶液中锰含量的关系如图所示。>2.5时,溶液中锰去除率下降,其原因是____________________________________________________________________。
(3)为考查Zn粉用量对“除铅”过程中铅元素去除率的影响,设计若干对照实验组,这些实验组控制不变的因素有:“除锰”滤液浓度与体积、反应温度、________________。
(4)写出以“ZnSO4溶液”为原料制备高纯ZnO的实验方案:_____________________________________________________。
[可选用的试剂:Na2CO3溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液、蒸馏水、稀盐酸、BaCl2溶液]
15.(15分)三氯苯达唑是一种新型咪唑类驱虫药,其合成路线之一如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为________________。
(2)A→B的反应方程式为__________________。
(3)X的结构简式为________________________________。
(4)D→E的反应类型为_____________________________。
(5)C的芳香族同分异构体中,与C具有相同官能团的有________种。
(6)邻苯二胺是染料、农药、助剂、感光材料等的中间体。以溴苯为原料,根据上述合成路线,设计合成邻苯二胺的路线__________________________(无机试剂及两个碳以下的有机试剂任选)。
16.(15分)实验室利用甘氨酸与硫酸亚铁制备补铁剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe],装置如图所示(夹持仪器省略)。
已知:Ⅰ.有关物质性质如下表所示:
甘氨酸
易溶于水,微溶于乙醇、冰醋酸,在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度
柠檬酸
易溶于水和乙醇,酸性较强,有强还原性
甘氨酸亚铁
易溶于水,难溶于乙醇、冰醋酸
Ⅱ.甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]摩尔质量为204 g·mol-1
Ⅲ.氨基能被酸性KMnO4溶液氧化为硝基:18H++5RNH2+6MnO===5RNO2+6Mn2++14H2O
(1)连接好装置,装入药品,进行的操作为:
①打开K1、K3,反应一段时间,将装置中空气排净;
②________________,使b中溶液进入c中;
③在50 ℃恒温条件下用电磁搅拌器不断搅拌,然后向c中滴加NaOH溶液,调溶液pH至5.5~6.0,使反应物充分反应;
④反应完成后,向c中反应混合液中加入乙醇,生成白色沉淀,将沉淀过滤、洗涤得粗产品。
(2)仪器c的名称是________________________,其中加入柠檬酸的作用是______________,步骤④中加入乙醇,溶液的极性______________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(3)生成甘氨酸亚铁的化学方程式是_______________________________。
(4)体系pH与产率之间的关系如下表:
体系pH
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
产率(%)
65.70
74.92
78.67
86.65
88.07
74.97
62.31
55.98
pH过高或过低,产品产率均下降的原因是:______________________。
(5)产品纯度测定。已知粗产品通常混有甘氨酸,称取粗产品2.2克,先加入____________,搅拌、过滤、洗涤得沉淀,将沉淀配成250 mL溶液,取溶液25.00 mL置于锥形瓶,用0.1000 mol·L-1的KMnO4溶液滴定至终点,三次平均消耗KMnO4体积为26.00 mL,则该样品的纯度为____________。
17.(15分)将CO2转化为更有价值的化工原料,正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题:
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-1353 kJ·mol-1
则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =__________kJ·mol-1。
(2)在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体,制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表:
T/℃
170
180
190
200
210
220
230
STY/[mol/(mol·h)]
0.10
0.15
0.20
0.25
0.28
0.20
0.15
①该反应最适宜的温度是__________。
②在220 ℃和170 ℃条件下,该反应速率之比: v(220 ℃)∶v(170 ℃)=____________。
③随温度升高,甲醇的时空收率先增大后减小,可能的原因是_________________。
(3)CO2催化加氢制甲醇过程中,存在竞争的副反应主要是: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =+41 kJ·mol-1。在恒温密闭容器中,CO2的平衡转化率[α(CO2)%]和甲醇选择性[x(CH3OH)%=×100%]随着温度变化关系如下图所示。
①分析温度高于236 ℃时图中曲线下降的原因_________________。
②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应,计算 244 ℃时反应生成CH3OH的物质的量为__________mol。 (保留两位有效数字)
③在压强为p的反应条件下,1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为20%,甲醇选择性为50%,该温度下主反应的平衡常数Kp=______________(列出计算式即可)。
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