内容正文:
天津市弘毅中学2023-2024学年度第一学期期中考试
高三化学
本试卷满分100分,考试用时60分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 S-32
第I卷(选择题共36分)
本卷共12题,每题3分,共36分。在每题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. “探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的梦。”航天科技的发展与化学密切相关。下列说法不正确的是
A. 神舟十四号飞船外壳使用的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
B. 航天飞船内安装盛有过氧化钠颗粒的装置,它的用途是再生氧气
C. 航天服壳体使用的铝合金材料因熔点比纯铝高而耐用
D. 中国空间站存储器所用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体
2. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 酸性溶液中:K+、NH、SO、Cl-
B. 含有大量Fe3+的溶液中:SCN-、I-、K+、Br-
C. 通入大量CO2的溶液中:K+、Na+、ClO-、CO
D. 滴加石蕊试液显红色的溶液中:Fe2+、NH、Cl-、NO
3. 下列化学用语表达正确的是
A. 中子数为8的氧原子: B. 次氯酸的结构式:
C. 过氧化氢的电子式: D. 的VSEPR模型为:
4. 几种含硫物质的转化如下图(部分反应条件略去),下列判断不正确的是
A. ①中,试剂a可以是Cu
B. ②中,需要确保NaOH溶液足量
C. ③中,生成1mol 时,转移4mol电子
D. ③中,将S换为,氧化产物为
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,所含的电子总数为
B. 含的饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中,制得的氢氧化铁胶体粒子数为
C. 稀硝酸中,所含的氧原子总数为
D. 和混合气体中含有原子总数为
6. 下列解释事实方程式正确的是
A. 在溶液中加入过量NaOH溶液:
B. “84消毒液”起杀菌消毒作用的原理:
C. 碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸:
D. 将少量通入NaClO溶液:
7. 下列实验设计能达成对应的实验目的的是
A 实验室制NH3 B. 比较Cl、Br、I得电子能力强弱
C. 除去CO2中的少量SO2 D. 配制100mL NaCl溶液
8. 二氧化硫催化氧化反应为: ,下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是
A. 升高温度 B. 增大压强 C. 分离出 D. 使用催化剂
9. 已知有如下热化学方程式,下列判断错误的是
①
②
③
④
A. B.
C. D.
10. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T°C时(各物质均为气态),CH3OH与H2O在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图。
下列说法错误的是
A. 反应
B. 反应Ⅱ的热化学方程式表示为
C. 选择合适的催化剂可降低反应I和反应Ⅱ的活化能
D. 1 molCH3OH(g)和1 molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
11. 在体积为2L的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度的关系如表:
T/℃
800
900
1000
1100
1200
K
1.1
1.5
1.75
1.90
2.08
根据信息作出的下列判断中正确的是
A. 此反应为放热反应
B. 此反应在1050℃达平衡时,
C. 1000℃条件下容器体积由2L变为1L,平衡逆向移动,达平衡时Cl2的浓度保持不变
D. 降温和加入CuCl固体都能使平衡发生移动
12. “打赢蓝天保卫战”,意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫——空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该电池放电时质子从电极b移向电极a
B. 相同条件下,放电过程中消耗的,和的体积比为2∶1
C. 电极a附近发生的电极反应为
D. 电极b附近发生的电极反应为
第II卷(非选择题共64分)
13. 某汽车安全气囊的产气药剂主要含有、、、等物质。当汽车发生碰撞时,产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。回答下列问题:
(1)是气体发生剂,受热分解产生和Na.含有共价键的类型为___________和___________。
(2)是主氧化剂,其俗称是___________,Fe在周期表中的位置是___________,与Na反应生成的还原产物为___________(已知该反应为置换反应)。
(3)是助氧化剂,反应过程中与Na作用生成KCl和。的晶体类型为___________,K的原子结构示意图为___________。
(4)是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而发生分解反应。其中,分解产物中碳原子的杂化类型为___________杂化。
14. 明矾在生产、生活中有广泛用途:饮用水的净化、造纸工业上作施胶剂、食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料一铝灰(含Al、及少量和)可制备明矾。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)明矾净水的原理是___________。
(2)操作是___________,操作是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
(3)检验滤液A中是否存在的试剂是___________(只用一种试剂)。
(4)已知:在、加热条件下,可与反应生成,加入发生反应离子方程式为:___________。滤渣2含有的物质是___________。
(5)“酸浸”步骤需9 mol⋅L 溶液90 mL,若由18 mol⋅L浓溶液配制,则需浓溶液的体积为___________mL,配制所需的玻璃仪器除量筒(用于粗略量取18 mol⋅L 溶液的体积)、烧杯、玻璃棒外还有___________。下列操作会引起所配溶液浓度偏低的有___________(填字母)。
A.用量筒量取18 mol⋅L 溶液时,仰视量筒的刻度线
B.用量筒量取18 mol⋅L 溶液后未洗涤量筒
C.容量瓶未干燥就用来配制溶液
D.烧杯中稀溶液往容量瓶转移时,有少量液体溅出
(6)为测定该明矾晶体样品中的含量,该实验小组称取a g明矾晶体样品,溶于50mL稀盐酸中,加入足量溶液,使完全沉淀。用质量为m g的漏斗进行过滤,洗净滤渣后,将漏斗和滤渣一并干燥至恒重,测得质量为n g。(硫酸钡的摩尔质量为233 g⋅mol)。该明矾晶体样品中的含量为___________mol⋅g。(即每克明矾晶体中的物质的量)。
15. (熔点:-25℃,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)装置A中制备的反应方程式为:___________。
(2)仪器X的名称为___________,X中所装的试剂是___________(填名称)。
(3)装置B中收集到的物质是___________(填化学式),此时该物质为___________(填状态)。
(4)能证明有CO生成的实验现象是___________。
(5)产品中含量测定:
取100 g 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c mol⋅L的溶液滴定至终点,消耗溶液V mL。
已知:四氯化钛的摩尔质量为190 g⋅mol。
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___________%。
16. 利用页岩气中丰富的丙烷制丙烯已成为化工原料丙烯生产的重要渠道。
.丙烷直接脱氢法: kJ⋅mol
总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应,平衡体系中和的体积分数随温度、压强的变化如下图。
(1)该体系达到平衡状态的标志为___________(填选项字母)。
A.单位时间内,消耗的物质的量等于生成的物质的量
B.体系中气体的密度不再改变
C.体系中和的分压相等
(2)总压由10kPa变为100kPa时,化学平衡常数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)图中,曲线、表示的体积分数随温度的变化,判断依据是___________。
(4)图中,表示100kPa时的体积分数随温度变化的曲线是___________(填“”或“”)。
.丙烷氧化脱氢法:
丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、等副产物。制备丙烯反应为:
kJ⋅mol
我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下的转化率和的产率如下:
反应温度/℃
465
480
495
510
的转化率/%
5.5
121
17.3
28.4
的产率/%
4.7
9.5
12.8
18.5
(5)表中,的转化率随温度升高而上升的原因是___________(答出1点即可)。
(6)已知:选择性。随着温度升高,的选择性___________(填“升高”“降低”或“不变”),可能的原因是___________。
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天津市弘毅中学2023-2024学年度第一学期期中考试
高三化学
本试卷满分100分,考试用时60分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 S-32
第I卷(选择题共36分)
本卷共12题,每题3分,共36分。在每题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. “探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的梦。”航天科技的发展与化学密切相关。下列说法不正确的是
A. 神舟十四号飞船外壳使用的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
B. 航天飞船内安装盛有过氧化钠颗粒的装置,它的用途是再生氧气
C. 航天服壳体使用的铝合金材料因熔点比纯铝高而耐用
D. 中国空间站存储器所用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体
【答案】C
【解析】
【详解】A.飞船返回舱表面是耐高温陶瓷材料,属于新型无机非金属材料,A正确;
B.过氧化钠和水、二氧化碳反应生成氧气,故过氧化钠颗粒的装置用途是再生氧气,B正确;
C.合金比纯金属硬度大,熔点低,C错误;
D.石墨烯与金刚石是C元素的两种不同性质的单质,二者互为同素异形体,D正确;
故选C。
2. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 酸性溶液中:K+、NH、SO、Cl-
B. 含有大量Fe3+的溶液中:SCN-、I-、K+、Br-
C. 通入大量CO2的溶液中:K+、Na+、ClO-、CO
D. 滴加石蕊试液显红色的溶液中:Fe2+、NH、Cl-、NO
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性溶液中,K+、NH、SO、Cl-相互之间不反应,能大量共存,故选A;
B.Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3、Fe3+与I-发生氧化还原反应,含有大量Fe3+的溶液中不能大量含有SCN-、I-,故不选B;
C.CO2与ClO-反应生成HClO, CO2与CO反应生成 ;通入大量CO2的溶液中不能大量含有ClO-、CO,故不选C;
D.滴加石蕊试液显红色的溶液显酸性,酸性条件下Fe2+、NO发生氧化还原反应,故不选D;
选A。
3. 下列化学用语表达正确的是
A. 中子数为8的氧原子: B. 次氯酸的结构式:
C. 过氧化氢的电子式: D. 的VSEPR模型为:
【答案】A
【解析】
【详解】A.质子数为8、中子数为8的氧原子应该表示为:,故A正确;
B.次氯酸中氧共用两对电子,因此在中间,其结构式:H—O—Cl,故B错误;
C.过氧化氢为共价化合物,电子式:,故C错误;
D.NH3分子的中心原子N原子的价层电子对数为,氮原子含有一对孤电子对,其VSEPR模型为,故D错误;
故答案选A。
4. 几种含硫物质的转化如下图(部分反应条件略去),下列判断不正确的是
A. ①中,试剂a可以是Cu
B. ②中,需要确保NaOH溶液足量
C. ③中,生成1mol 时,转移4mol电子
D. ③中,将S换为,氧化产物为
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cu与浓H2SO4发生氧化还原反应,生成硫酸铜和二氧化硫,A正确;
B.NaOH溶液足量可保证二氧化硫被完全吸收,B正确;
C.由反应可知,1mol时,转移2mol电子,C错误;
D.将S换为,化合价降低,化合价升高生成氧化产物,D正确;
故选C
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,所含的电子总数为
B. 含的饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中,制得的氢氧化铁胶体粒子数为
C. 稀硝酸中,所含的氧原子总数为
D. 和混合气体中含有原子总数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下,SO3为固体,无法通过体积计算物质的量,A错误;
B.制取胶体为可逆反应,得到的胶粒数目小于0.01NA,B错误;
C.溶液中,溶剂水含有氧原子,则稀硝酸中的氧原子数大于0.3NA,C错误;
D.NO2和N2O4的平均分子式为NO2,,则1mol混合气体的原子总数为3NA,D正确;
故答案为:D。
6. 下列解释事实的方程式正确的是
A. 在溶液中加入过量NaOH溶液:
B. “84消毒液”起杀菌消毒作用的原理:
C. 碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸:
D. 将少量通入NaClO溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.在溶液中加入过量溶液,首先生成的会溶解形成四羟基合铝酸钠,离子方程式为:,A错误;
B.“84消毒液”暴露在空气中,会与二氧化碳、水共同作用,生成次氯酸,次氯酸起杀菌消毒作用,B正确;
C.向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸,由于还原性,首先是碘离子被氧化,所以离子方程式为:,C错误;
D.将少量SO2通入NaClO溶液,生成了次氯酸,次氯酸会继续氧化亚硫酸根离子,所以方程式为:,D错误;
故选B。
7. 下列实验设计能达成对应的实验目的的是
A. 实验室制NH3 B. 比较Cl、Br、I得电子能力强弱
C. 除去CO2中的少量SO2 D. 配制100mL NaCl溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验室采用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气,加热时试管口向下倾斜,故A正确;
B.氯气与溴化钠反应生成溴单质,可证明氧化性氯气大于溴单质,但溴单质易挥发,也能进入KI溶液中,氯气、溴单质都能与KI反应生成碘单质,因此不能说明溴和碘、氯和碘的得电子能力,故B错误;
C.饱和碳酸钠能吸收二氧化碳,因此不能用饱和碳酸钠除二氧化碳中二氧化硫,故C错误;
D.转移溶液时需要用玻璃棒引流,故D错误;
故选:A。
8. 二氧化硫催化氧化反应为: ,下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是
A. 升高温度 B. 增大压强 C. 分离出 D. 使用催化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度,反应速率加快,但该反应是放热反应,升温平衡逆向移动,平衡转化率降低,故A不符合题意;
B.增大压强,反应速率加快,该反应正反应方向是气体分子总数减少的反应,加压平衡正向移动,平衡转化率增大,故B符合题意;
C.分离出SO3,平衡尽管正向移动,平衡转化率增大,但c(SO3)减小,反应速率减慢,故C不符合题意;
D.使用催化剂只能加快反应速率,不会使平衡移动,平衡转化率不变,故D不符合题意;
故选B。
9. 已知有如下热化学方程式,下列判断错误的是
①
②
③
④
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.①②均为放热反应,,,碳完全燃烧生成二氧化碳比碳不完全燃烧生成一氧化碳放出热量多,对应小,所以,A正确;
B.根据盖斯定律,方程式关系 ,进行对应计算,则,B正确;
C.方程式,则,C错误;
D.由C选项分析,整理得,D正确;
故答案选C。
10. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T°C时(各物质均为气态),CH3OH与H2O在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图。
下列说法错误是
A 反应
B. 反应Ⅱ的热化学方程式表示为
C. 选择合适的催化剂可降低反应I和反应Ⅱ的活化能
D. 1 molCH3OH(g)和1 molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应是气体分子数增大的反应,则总反应CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)有熵增的趋势,即ΔS>0,A正确;
B.由图可知,反应Ⅱ的反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,则反应Ⅱ的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH<0,B正确;
C.选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,可加快反应速率,C正确;
D.由图可知,该反应为吸热反应,则1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,D错误;
故答案为:D。
11. 在体积为2L的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度的关系如表:
T/℃
800
900
1000
1100
1200
K
1.1
1.5
1.75
1.90
2.08
根据信息作出的下列判断中正确的是
A. 此反应为放热反应
B. 此反应在1050℃达平衡时,
C. 1000℃条件下容器体积由2L变为1L,平衡逆向移动,达平衡时Cl2的浓度保持不变
D. 降温和加入CuCl固体都能使平衡发生移动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由表中数据可知,升高温度,K不断增大,则平衡正向移动,所以此反应为吸热反应,A不正确;
B.反应中,CuCl2、CuCl都呈固态,不能出现在平衡常数表达式中,所以此反应在1050℃达平衡时,,B不正确;
C.1000℃条件下容器体积由2L变为1L,相当于加压,平衡逆向移动,但由于平衡常数K不变,所以达平衡时Cl2的浓度保持不变,C正确;
D.加入CuCl固体时,并不影响平衡体系中Cl2的浓度,所以不能使平衡发生移动,D不正确;
故选C。
12. “打赢蓝天保卫战”,意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫——空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该电池放电时质子从电极b移向电极a
B. 相同条件下,放电过程中消耗的,和的体积比为2∶1
C. 电极a附近发生的电极反应为
D. 电极b附近发生的电极反应为
【答案】B
【解析】
【分析】电极a中SO2转化为H2SO4,发生氧化反应,则a电极为负极,发生的电极反应为;电极b中消耗O2,则b电极为正极,发生的电极反应为。
【详解】A.由分析可得,电极a为负极,电极b为正极,阳离子向正极移动,则质子从电极a向电极b移动,A错误;
B.电池总反应为,相同条件下,放电过程中,和的体积比为2∶1,B正确;
C.电极a附近发生的电极反应为,C错误;
D.电极b附近发生的电极反应为,D错误;
故选B。
第II卷(非选择题共64分)
13. 某汽车安全气囊的产气药剂主要含有、、、等物质。当汽车发生碰撞时,产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。回答下列问题:
(1)是气体发生剂,受热分解产生和Na.含有共价键的类型为___________和___________。
(2)是主氧化剂,其俗称是___________,Fe在周期表中的位置是___________,与Na反应生成的还原产物为___________(已知该反应为置换反应)。
(3)是助氧化剂,反应过程中与Na作用生成KCl和。的晶体类型为___________,K的原子结构示意图为___________。
(4)是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而发生分解反应。其中,分解产物中碳原子的杂化类型为___________杂化。
【答案】(1) ①. 键 ②. π键
(2) ①. 铁红 ②. 第四周期第Ⅷ族 ③. Fe
(3) ①. 离子晶体 ②.
(4)sp
【解析】
【小问1详解】
氮原子最外层有5个电子,共用3对电子形成氮气,结构为,含有的共价键类型为:键、π键。
【小问2详解】
的俗称是:铁红;
Fe为第26号元素,在周期表中的位置是:第四周期第Ⅷ族;
因为Fe2O3与Na的反应为置换反应,Fe2O3作为氧化剂,与Na反应得电子生成Fe单质。
【小问3详解】
为离子化合物,晶体类型为:离子晶体;
K是19号元素,原子结构示意图为:。
【小问4详解】
中碳原子的价层电子对数为:,因此杂化类型为:sp。
14. 明矾在生产、生活中有广泛用途:饮用水的净化、造纸工业上作施胶剂、食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料一铝灰(含Al、及少量和)可制备明矾。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)明矾净水的原理是___________。
(2)操作是___________,操作是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
(3)检验滤液A中是否存在的试剂是___________(只用一种试剂)。
(4)已知:在、加热条件下,可与反应生成,加入发生反应的离子方程式为:___________。滤渣2含有的物质是___________。
(5)“酸浸”步骤需9 mol⋅L 溶液90 mL,若由18 mol⋅L浓溶液配制,则需浓溶液的体积为___________mL,配制所需的玻璃仪器除量筒(用于粗略量取18 mol⋅L 溶液的体积)、烧杯、玻璃棒外还有___________。下列操作会引起所配溶液浓度偏低的有___________(填字母)。
A.用量筒量取18 mol⋅L 溶液时,仰视量筒的刻度线
B.用量筒量取18 mol⋅L 溶液后未洗涤量筒
C.容量瓶未干燥就用来配制溶液
D.烧杯中稀溶液往容量瓶转移时,有少量液体溅出
(6)为测定该明矾晶体样品中的含量,该实验小组称取a g明矾晶体样品,溶于50mL稀盐酸中,加入足量溶液,使完全沉淀。用质量为m g的漏斗进行过滤,洗净滤渣后,将漏斗和滤渣一并干燥至恒重,测得质量为n g。(硫酸钡的摩尔质量为233 g⋅mol)。该明矾晶体样品中的含量为___________mol⋅g。(即每克明矾晶体中的物质的量)。
【答案】(1)
(2) ①. 过滤 ②. 蒸发浓缩
(3)铁氰化钾溶液(或酸性高锰酸钾溶液)
(4) ①. ②. MnO2、Fe(OH)3
(5) ①. 50 ②. 100mL容量瓶、胶头滴管 ③. D
(6)
【解析】
【分析】铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3),加入过量稀硫酸酸溶过滤,滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁,滤渣Ⅰ为二氧化硅和不溶性杂质,滤液A中加入稍过量高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子,调节溶液pH使铁离子全部沉淀,铝离子不沉淀,加入适量硫酸锰除去过量的高锰酸钾过滤得到二氧化锰固体和氢氧化铁沉淀,滤液主要是硫酸铝溶液,加入硫酸钾蒸发浓缩,冷却结晶过滤洗涤得到硫酸铝钾晶体。
【小问1详解】
明矾是强酸弱碱盐,Al3+水解产生氢氧化铝胶体,能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去,从而达到净水的目的。其反应原理用方程式表示是:。
【小问2详解】
操作Ⅰ是将难溶性固体与溶液分离的操作,为过滤;
操作Ⅱ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,而后得到明矾晶体。
【小问3详解】
检验滤液A中是否存在Fe2+的方法加入铁氰化钾溶液,如果有蓝色沉淀,证明含有Fe2+,或加入高锰酸钾溶液,溶液褪色,也说明含有Fe2+。
【小问4详解】
根据表中数据可知当溶液的pH=3时Fe3+可以形成沉淀Fe(OH)3,根据题意可得方程式:;
由于溶液的pH=3,所以滤渣的成分含有MnO2、Fe(OH)3。
【小问5详解】
根据配制一定物质的量浓度的溶液的实验操作可知,由浓硫酸配制90 mL9 mol/LH2SO4溶液,只能用100ml容量瓶,故需要18mol/L浓硫酸的体积为=50mL;
需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶和胶头滴管;
A.用量筒量取浓硫酸时,仰视量筒的刻度线,所量浓硫酸的体积偏大,即溶质的物质的量偏大,所配溶液浓度偏高,A不合题意;
B.用量筒量取浓硫酸后未洗涤量筒,对实验结果无影响,B不合题意;
C.容量瓶未干燥就用来配制溶液,对实验结果无影响,C不合题意;
D.烧杯中稀溶液往容量瓶中转移时,有少量液体溅出,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液浓度偏低,D符合题意;
故选D。
【小问6详解】
该实验小组称取ag明矾晶体样品,溶于50mL稀盐酸中,加入足量BaCl2溶液,使硫酸根完全沉淀。用质量为mg的漏斗进行过滤,洗净滤渣后,将漏斗和滤渣一并干燥至恒重,测得质量为ng,则有n()=n(BaSO4)= mol,故该明矾晶体样品中硫酸根的含量为mol/g。
15. (熔点:-25℃,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)装置A中制备的反应方程式为:___________。
(2)仪器X的名称为___________,X中所装的试剂是___________(填名称)。
(3)装置B中收集到的物质是___________(填化学式),此时该物质为___________(填状态)。
(4)能证明有CO生成的实验现象是___________。
(5)产品中含量测定:
取100 g 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c mol⋅L的溶液滴定至终点,消耗溶液V mL。
已知:四氯化钛摩尔质量为190 g⋅mol。
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)
(2) ①. 球形干燥管 ②. 碱石灰
(3) ①. ②. 液态
(4)装置D中黑色粉末变为红色,装置E中溶液变浑浊
(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】
由TiO2、C、Cl2混合物在高温条件下制备并验证产物CO,反应的化学方程式为:。
【小问2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3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4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。
16. 利用页岩气中丰富的丙烷制丙烯已成为化工原料丙烯生产的重要渠道。
.丙烷直接脱氢法: kJ⋅mol
总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应,平衡体系中和的体积分数随温度、压强的变化如下图。
(1)该体系达到平衡状态的标志为___________(填选项字母)。
A.单位时间内,消耗的物质的量等于生成的物质的量
B.体系中气体的密度不再改变
C.体系中和的分压相等
(2)总压由10kPa变为100kPa时,化学平衡常数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)图中,曲线、表示的体积分数随温度的变化,判断依据是___________。
(4)图中,表示100kPa时的体积分数随温度变化的曲线是___________(填“”或“”)。
.丙烷氧化脱氢法:
丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、等副产物。制备丙烯反应为:
kJ⋅mol
我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下的转化率和的产率如下:
反应温度/℃
465
480
495
510
的转化率/%
5.5
12.1
17.3
28.4
的产率/%
4.7
9.5
12.8
18.5
(5)表中,的转化率随温度升高而上升的原因是___________(答出1点即可)。
(6)已知:选择性。随着温度升高,的选择性___________(填“升高”“降低”或“不变”),可能的原因是___________。
【答案】(1)B (2)不变
(3)丙烷直接脱氢反应的正反应是一个吸热反应,升高温度化学平衡正向移动,C3H6的平衡体积分数随温度升高而增大
(4)Ⅱ (5)温度越高,反应速率越快,相同时间内反应掉的C3H8越大,故C3H8的转化率越大
(6) ①. 降低 ②. 升高温度,更有利于副反应的发生
【解析】
【小问1详解】
A.随着反应的进行,消耗C3H8(g)的物质的量始终等于生成H2(g)的物质的量,所以不能作为平衡状态的标志,故A不符合题意;
B.随着反应的进行,容器的体积逐渐变大,气体质量不变,故密度逐渐减小,平衡后,体积不变,密度不变,故可以作为判断依据,故B符合题意;
C.H2和C3H6均是产物,转化的比值关系为1:1,总压恒定为100kPa,反应过程中气体的物质的量在一直变化,体积分数一直发生变化,所以H2和C3H6分压一直在变化,但H2和C3H6分压一直都是相等的,因此体系中和的分压相等不能判断达到平衡,故D不符合题意;
答案选B。
【小问2详解】
化学平衡常数仅仅是温度的函数,故总压由10kPa变为100kPa时,由于温度不变,化学平衡常数不变。
【小问3详解】
由题干可知,正反应是一个吸热反应,即丙烷直接脱氢反应的正反应是一个吸热反应,升高温度化学平衡正向移动,C3H6的体积分数随温度升高而增大,故图中,曲线Ⅰ、Ⅲ表示C3H6的体积分数随温度的变化,
【小问4详解】
由题干可知,正反应是气体体积增大的方向,故增大压强上述平衡逆向移动,则有温度相同时,压强越大,C3H8的平衡体积分数也越大,则图中表示100kPa时C3H8的体积分数随温度变化的曲线是Ⅱ。
【小问5详解】
达到化学平衡之前,温度越高,反应速率越快,相同时间内反应掉的C3H8越大,故C3H8的转化率越大。
【小问6详解】
由表中信息可知465℃时丙烯的选择性约为85%,510℃时为约65%,故随着温度升高,C3H6的选择性降低,因此可能的原因为:升高温度,更有利于副反应的发生。
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