内容正文:
福州四中2024-2025学年第一学期第一次月考试卷
高三化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Ru-101
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 青少年帮厨既可培养劳动习惯,也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是
A. 将白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
B. 烹煮食物的后期加入食盐,能避免NaCl长时间受热而分解
C. 清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
D. 制作面点时加入食用纯碱,利用中和发酵过程产生的酸
2. 藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是
A. 可以发生水解反应 B. 所有碳原子处于同一平面
C. 含有2种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 和混合物中含有的离子数为
B. 与足量消石灰反应转移的电子数为
C. 的醋酸溶液中的氢离子数为
D. 标准状况下,中的氧原子数为
4. 侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 单质沸点: D. 电负性:
5. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
B. 用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:
C. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
D. 用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:
6. 利用可将废水中的转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:(未配平)。下列说法正确的是
A. X表示
B. 可用替换
C. 氧化剂与还原剂物质的量之比为
D. 若生成标准状况下的气体,则反应转移的电子数为(表示阿伏加德罗常数的值)
7. 下列鉴别或检验不能达到实验目的的是
A. 用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B. 用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C. 用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D. 加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
8. 下列实验能达成预期目的的是
实验
目的
A.制备银氨溶液
B.滴定未知浓度的溶液
实验
目的
C.铁制镀件电镀铜
D.制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
9. 周期表中IIA族元素及其化合物应用广泛。铍是原子能、航空以及冶金工业中的宝贵材料;镁可以和铝制成优异性能的镁铝合金;生石灰可用于酸性废水处理及污泥调质,次氯酸钙可用于氧化剂、漂白剂、消毒剂等;放射性同位素锶89用来治疗骨癌,目前临床上运用最广泛的是氯化锶。工业上常以天青石(主要成分为SrSO4,含少量BaSO4)为原料制取SrCl2•6H2O,生产流程如图:
已知:SrCl2•6H2O易溶于水,微溶于无水乙醇和丙酮。下列说法不正确的是
A. 高温焙烧时,若0.2molSrSO4完全反应转移了1.6mol电子,该反应化学方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑
B. 反应I中,应使用过量的H2SO4来提高锶元素的利用率
C. 为除去SrCl2•6H2O晶体表面杂质,可使用无水乙醇洗涤
D. 为得到无水SrCl2,可直接加热SrCl2•6H2O脱去结晶水制得
10. 常温下,不同浓度硝酸与铁反应产物如图所示,(质量分数大于68%的硝酸可使铁钝化)下列说法错误的是
A. 硝酸浓度越小,产物中所占的比例越大
B. 质量分数为56%的硝酸,物质的量浓度为
C. 质量分数为56%~68%的硝酸与少量铁反应时,还原产物仍以为主
D. 若把铁换成铜,硝酸浓度低于24%时,还原产物仍以为主
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te),含少量的Ag、Au]回收碲和氧化铜,其工艺流程如图:
已知:①H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸
②CuC2O4的Ksp为2.2×108
(1)Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。TeO的空间构型为_______。
(2)“氧化酸浸”步骤的氧化产物为_______,“滤渣”的成分是_______。该步H2O2的实际用量通常比理论用量更大,原因可能是_______。
(3)“沉淀”步骤,若要使Cu2+完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L),应控制C2O的浓度不低于________。
(4)“还原”步骤反应的离子方程式为_______。
(5)CuO可催化消耗血糖,从而控制血糖浓度。一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,b电极的电极反应式为________。
12. 1777年,卡尔・威廉・舍勒发现了氨气并确定了其化学性质。受此启发,某小组探究还原的固体产物。装置如下图所示。
回答下列问题:
(1)基态Fe原子价层电子排布式是_______。
(2)导管L的作用是_______。装置D中倒置漏斗的作用是_______。
(3)装置B中试剂宜选择_______(填字母)。
a. b.碱石灰 c.
(4)写出装置A中反应的化学方程式:_______。
(5)实验中观察到装置C中硬质玻璃管中红色粉末变为黑色粉末(M),硬质玻璃管内壁有液珠。小组进一步探究M成分:
[提出假设]
假设1:M是Fe;
假设2:M是FeO和混合物;
假设3:M是Fe、FeO和混合物。
[设计实验]
①甲同学用强磁铁接近黑色粉末,发现能吸附黑色粉末,他认为假设1成立,丁同学认为他的观点不合理,原因是_______。
②乙同学取少量黑色粉末溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,未见溶液变红色,他认为假设2、3一定不成立。他的观点是否合理:_______(填“合理”或“不合理”),并说明理由:_______。
③丙同学设计下图装置定量分析M的成分。
若硬质玻璃管中黑色粉末完全反应,测得装置F净增质量为bg,且,则M的成分是_______(填化学式)。
13. 丁香酚存在于丁香花的花蕊中,以丁香酚为原料制取有机物F的路线如下:
已知:
(1)丁香酚的分子式为___________;
(2)A中的含氧官能团是___________(填名称),②的反应类型为___________。
(3)写出满足下列条件的C的所有同分异构体的结构简式___________。
①含苯环且环上只有两个取代基;
②属于酯类化合物;
③核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为3:1:1。
(4)最多可以与___________发生加成反应。
(5)反应⑤中,试剂X的结构简式为___________。
(6)写出A→B的方程式____________
14. 研发利用技术,降低空气中含量是目前科学家研究的热点之一。与在催化作用下生成可再生资源甲醇,相关反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)反应Ⅱ在低温或常温下不能自发进行,则_______(填“>”“<”或“=”)0。
(2)和合成甲醇时温度对单位时间内转化率及甲醇和CO产率的影响如图1所示。则由图1判断合成最适宜的温度是_______;温度升高产率先升高后降低,降低的可能原因是_______。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入和,容器内起始的压强为pkPa,达到平衡时,测定容器内生成了,且生成CO的选择性为(反应物的选择性)。
①下列相关说法正确的是_______(填字母)。
A.从反应体系中分离出甲醇,有利于提高反应物的转化率
B.向容器按原比例再充入反应物,达到新平衡时各组分的体积分数不变
C.当,说明反应达到了平衡状态
D.工业合成甲醇时,选择合适催化剂可提高甲醇的产率
②该温度下,反应Ⅱ用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数_______。
(4)和在某NiO支撑的表面的反应历程如图2所示(TS表示过渡态)。
决定总反应速率的步骤的活化能_______eV。
(5)超分子笼PPC-2封装钌(Ru)纳米颗粒形成一种高效催化剂。PPC-2是由A、B、C三个组件拼装而成的正八面体超分子笼,结构示意如图。
注:C组件中浅色原子由其他邻近组件提供。
①组件C中Co原子位于相邻O原子构成的_______空隙中(填“四面体”或“八面体”)。
②每个组件C带一个单位负电荷,综合各组件所带电荷,计算PPC-2中_______。
③钌纳米颗粒进入PPC-2超分子笼后,钌晶体从六方堆积转化为面心立方堆积(晶胞参数为apm)。超分子笼内钌晶体密度为_______(用含的代数式表示)。
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福州四中2024-2025学年第一学期第一次月考试卷
高三化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Ru-101
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 青少年帮厨既可培养劳动习惯,也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是
A. 将白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
B. 烹煮食物的后期加入食盐,能避免NaCl长时间受热而分解
C. 清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
D. 制作面点时加入食用纯碱,利用中和发酵过程产生的酸
【答案】C
【解析】
【详解】A.焦糖的主要成分仍是糖类,同时还含有一些醛类、酮类等物质,蔗糖在高温下增色并不是炭化,A错误;
B.食盐中含有碘酸钾,碘酸钾受热不稳定易分解,因此烹煮食物时后期加入食盐,与NaCl无关,B错误;
C.铁发生吸氧腐蚀时,正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子,清洗铁锅后及时擦干,除去了铁锅表面的水分,没有了电解质溶液,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈,C正确;
D.食用纯碱主要成分为Na2CO3,制作面点时加入食用纯碱,利用了Na2CO3中和发酵过程产生的酸,D错误;
故选C。
2. 藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是
A. 可以发生水解反应 B. 所有碳原子处于同一平面
C. 含有2种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.藿香蓟的分子结构中含有酯基,因此其可以发生水解反应,A说法正确;
B.藿香蓟的分子结构中的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲基,类比甲烷分子的空间构型可知,藿香蓟分子中所有碳原子不可能处于同一平面,B说法错误;
C.藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键,因此其含有2种含氧官能团,C说法正确;
D.藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键,因此,其能与溴水发生加成反应,D说法正确;
综上所述,本题选B。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 和混合物中含有的离子数为
B. 与足量消石灰反应转移的电子数为
C. 的醋酸溶液中的氢离子数为
D. 标准状况下,中的氧原子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na2S和Na2O2摩尔质量都是78g/mol,故7.8gNa2S和Na2O2混合物两者物质的量之和为1mol,Na2S由Na+和S2-构成,Na2O2由Na+和构成,故1molNa2S和Na2O2混合物中含有离子物质的量为3mol,故7.8g混合物含有离子数为0.3NA,A正确;
B.1molCl2与足量消石灰反应为歧化反应,1mol氯气最多反应转移1mol电子,即NA个,B错误;
C.溶液的体积未知,无法计算氢离子数目,C错误;
D.标况下,三氧化硫为固体,故不能根据气体摩尔体积来计算,D错误;
故选A。
4. 侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 单质沸点: D. 电负性:
【答案】C
【解析】
【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。
【详解】A.一般原子的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,则原子半径:,故A错误;
B.同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA族、ⅤA族原子的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:,故B错误;
C.、为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,二者在常温下均为气体,在常温下为固体,则沸点:,故C正确;
D.同周期元素,从左往右电负性逐渐增大,同族元素,从上到下电负性逐渐减小,电负性:,故D错误;
故选C。
5. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
B. 用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:
C. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
D. 用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:
【答案】D
【解析】
【详解】A.玻璃的主要成分为SiO2,用氢氟酸刻蚀玻璃时,SiO2和氢氟酸反应生成SiF4气体和水,反应的方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,故A错误;
B.Fe3+可以将Cu氧化成Cu2+,三氯化铁刻蚀铜电路板时反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故B错误;
C.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,生成NO气体,反应的离子方程式为,故C错误;
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙生成硫酸钠和碳酸钙,反应的离子方程式为,故D正确;
故答案选D。
6. 利用可将废水中的转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:(未配平)。下列说法正确的是
A. X表示
B. 可用替换
C. 氧化剂与还原剂物质的量之比为
D. 若生成标准状况下的气体,则反应转移的电子数为(表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题中信息可知,利用可将废水中的转化为对环境无害的物质X后排放,则X表示,仍然是大气污染物,A不正确;
B.中C元素的化合价由-2价升高到+4价,是该反应的还原剂,有强氧化性,通常不能用作还原剂,故不可用替换,B不正确;
C.该反应中,还原剂中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,氧化剂中N元素的化合价由+5价降低到0价,降低了5个价位,由电子转移守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,C正确;
D.中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,若生成标准状况下的气体,即生成0.5mol,反应转移的电子数为0.5×6=,D不正确;
综上所述,本题选C。
7. 下列鉴别或检验不能达到实验目的的是
A. 用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B. 用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C. 用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D. 加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
【答案】A
【解析】
【详解】A.石灰水的主要成分为Ca(OH)2能与碳酸钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钙,二者均生成白色沉淀,不能达到鉴别的目的,A错误;
B.Fe2+变质后会生成Fe3+,可以利用KSCN溶液鉴别,现象为溶液变成血红色,可以达到检验的目的,B正确;
C.Na2SO3被氧化后会变成Na2SO4,加入盐酸酸化的BaCl2后可以产生白色沉淀,可以用来检验Na2SO3是否被氧化,C正确;
D.含有醛基的物质可以与银氨溶液反应生成银单质,可以用来检验乙醇中混有的乙醛,D正确;
故答案选A。
8. 下列实验能达成预期目的的是
实验
目的
A.制备银氨溶液
B.滴定未知浓度的溶液
实验
目的
C.铁制镀件电镀铜
D.制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.制备银氨溶液是在洁净的试管中加入溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入氨水至沉淀恰好溶解,图中滴加试剂顺序错误,不能制得银氨溶液,A错误;
B.滴定管分酸式和碱式两种,通常碱用碱式滴定管,酸用酸式滴定管,使用聚四氟乙烯的(耐酸碱腐蚀)活塞可以任意选择酸碱滴定管,B正确;
C.在铁表面镀铜,应该用铁制镀件作阴极,铜片作阳极,C错误;
D.制备乙酸乙酯,除图中反应物和催化剂,还需加入碎瓷片防止暴沸,同时产物应用饱和溶液收集除杂,D错误;
故选B。
9. 周期表中IIA族元素及其化合物应用广泛。铍是原子能、航空以及冶金工业中的宝贵材料;镁可以和铝制成优异性能的镁铝合金;生石灰可用于酸性废水处理及污泥调质,次氯酸钙可用于氧化剂、漂白剂、消毒剂等;放射性同位素锶89用来治疗骨癌,目前临床上运用最广泛的是氯化锶。工业上常以天青石(主要成分为SrSO4,含少量BaSO4)为原料制取SrCl2•6H2O,生产流程如图:
已知:SrCl2•6H2O易溶于水,微溶于无水乙醇和丙酮。下列说法不正确的是
A. 高温焙烧时,若0.2molSrSO4完全反应转移了1.6mol电子,该反应化学方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑
B. 反应I中,应使用过量的H2SO4来提高锶元素的利用率
C. 为除去SrCl2•6H2O晶体表面杂质,可使用无水乙醇洗涤
D. 为得到无水SrCl2,可直接加热SrCl2•6H2O脱去结晶水制得
【答案】B
【解析】
【分析】天青石(主要成分为SrSO4,含少量BaSO4 )隔绝空气高温焙烧生成氧化钡和氧化锶,与盐酸反应生成氯化钡沉淀和氯化锶,滴加硫酸生成硫酸钡沉淀,过滤除杂后,溶液加热蒸发、冷却结晶过滤,得到六水氯化锶晶体,以此解题。
【详解】A.高温焙烧时,若0.2molSrSO4完全反应转移了1.6mol电子,说明S元素化合价由+6价降低为-2价,该反应的化学方程式为:SrSO4+4CSrS+4CO↑,A正确;
B.反应I中,应使用过量的H2SO4目的是生成硫酸钡沉淀,从而出去溶液中的钡离子,B错误;
C.根据信息可知,SrCl2•6H2O易溶于水,微溶于无水乙醇和丙酮,故为除去SrCl2•6H2O晶体表面杂质,可使用无水乙醇洗涤,C正确;
D.SrCl2是强酸强碱盐,SrCl2不水解,可以直接加热SrCl2•6H2O脱去结晶水制得无水SrCl2,D正确;
故选B。
10. 常温下,不同浓度硝酸与铁反应产物如图所示,(质量分数大于68%的硝酸可使铁钝化)下列说法错误的是
A. 硝酸浓度越小,产物中所占的比例越大
B. 质量分数为56%的硝酸,物质的量浓度为
C. 质量分数为56%~68%的硝酸与少量铁反应时,还原产物仍以为主
D. 若把铁换成铜,硝酸浓度低于24%时,还原产物仍以为主
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,硝酸的质量分数越小,物质的量浓度越小,产物中的相对含量越大,则所占的比例越大,A正确;
B.质量分数为56%的硝酸,密度为,物质的量浓度为=,B正确;
C.质量分数大于68%的硝酸可使铁钝化,质量分数为56%时气体产物中NO2的含量最高,则表明气体产物以为主,C正确;
D.若把铁换成铜,结合课本可知,铜与不同浓度硝酸反应只能生成NO或,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te),含少量的Ag、Au]回收碲和氧化铜,其工艺流程如图:
已知:①H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸
②CuC2O4的Ksp为2.2×108
(1)Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。TeO的空间构型为_______。
(2)“氧化酸浸”步骤的氧化产物为_______,“滤渣”的成分是_______。该步H2O2的实际用量通常比理论用量更大,原因可能是_______。
(3)“沉淀”步骤,若要使Cu2+完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L),应控制C2O的浓度不低于________。
(4)“还原”步骤反应的离子方程式为_______。
(5)CuO可催化消耗血糖,从而控制血糖浓度。一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,b电极的电极反应式为________。
【答案】(1) ①. 四 ②. ⅠB ③. 三角锥形
(2) ①. 、 ②. Ag、Au ③. 氧化产物中的对分解有催化作用
(3)
(4)
(5)
【解析】
【分析】铜阳极泥的主要成分为,含少量的Ag、Au,在稀硫酸中溶解,并加入过氧化氢,得到、Au、Ag、硫酸铜溶液,然后过滤,滤液①含有硫酸铜和,滤渣中含有Au、Ag,在滤液①中加入草酸钠,是一种比草酸酸性弱的二元酸,草酸钠与硫酸铜反应生成草酸铜沉淀,过滤,滤渣为草酸铜,加热分解生成铜;滤液②中含有和硫酸钠,加入亚硫酸钠溶液,可将溶液中的还原为Te,同时得到硫酸钠;
【小问1详解】
Cu位于元素周期表第四周期第ⅠB族;的中心原子Te的价层电子对数为,有一对孤电子对,空间构型为三角锥形;
【小问2详解】
“氧化酸浸”步骤的氧化产物为、,“滤渣”的成分是Ag、Au;该步H2O2的实际用量通常比理论用量更大,原因可能是氧化产物中的对分解有催化作用;
【小问3详解】
的Kp为,离子浓度小于时,离子即完全沉淀。若要使完全沉淀,应控制的浓度不低于;
【小问4详解】
加入亚硫酸钠溶液,可将溶液中的H2TeO3还原为Te,同时得到硫酸钠,还原反应的离子方程式为,故答案为:;
【小问5详解】
电池开始工作时,a电极为电池正极,血液中的在a电极上得电子生成,电极反应式为;b电极为电池负极,在b电极上失电子转化成CuO,电极反应式为,然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原为,b电极电池总反应为。
12. 1777年,卡尔・威廉・舍勒发现了氨气并确定了其化学性质。受此启发,某小组探究还原的固体产物。装置如下图所示。
回答下列问题:
(1)基态Fe原子价层电子排布式是_______。
(2)导管L的作用是_______。装置D中倒置漏斗的作用是_______。
(3)装置B中试剂宜选择_______(填字母)。
a. b.碱石灰 c.
(4)写出装置A中反应的化学方程式:_______。
(5)实验中观察到装置C中硬质玻璃管中红色粉末变为黑色粉末(M),硬质玻璃管内壁有液珠。小组进一步探究M成分:
[提出假设]
假设1:M是Fe;
假设2:M是FeO和混合物;
假设3:M是Fe、FeO和混合物。
[设计实验]
①甲同学用强磁铁接近黑色粉末,发现能吸附黑色粉末,他认为假设1成立,丁同学认为他的观点不合理,原因是_______。
②乙同学取少量黑色粉末溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,未见溶液变红色,他认为假设2、3一定不成立。他的观点是否合理:_______(填“合理”或“不合理”),并说明理由:_______。
③丙同学设计下图装置定量分析M的成分。
若硬质玻璃管中黑色粉末完全反应,测得装置F净增质量为bg,且,则M的成分是_______(填化学式)。
【答案】(1)
(2) ①. 平衡气压,使氨水顺利滴下 ②. 防止倒吸 (3)b
(4)或、
(5) ①. 强磁铁除了能吸附铁粉外、也能吸附四氧化三铁 ②. 不合理 ③. 假设2一定不成立,但不能判断假设3是否成立,因为假设3中的Fe可能把全部还原为使KSCN不变色(其它合理答案也可) ④.
【解析】
【分析】A中发生,生成的氨气通过碱石灰干燥后,再还原,过量的氨气用稀硫酸吸收,据此分析作答。
【小问1详解】
Fe原子序数为26,位于周期表的第四周期第VIII族,基态Fe原子的电子排布式为,则基态Fe原子价层电子排布式为。
故答案为:。
【小问2详解】
导管L的作用是平衡分液漏斗和圆底烧瓶内的气压,使氨水能够顺利滴下与生石灰充分反应;装置D中倒置漏斗的作用是用硫酸吸收多余的氨气时防止产生倒吸。
故答案为:平衡气压,使氨水顺利滴下;防止倒吸。
【小问3详解】
装置B中试剂是用于干燥氨气,根据选项,干燥效果最好的是碱石灰。
故答案为:b。
【小问4详解】
装置A中利用生石灰与水反应放热,使氨水分解产生氨气来实现氨气的制取。
故答案为:(或、)。
【小问5详解】
①甲同学用强磁铁接近黑色粉末,发现能吸附黑色粉末,无法说明假设1成立,原因是强磁铁除了能吸附铁粉外、也能吸附四氧化三铁,所以甲同学的观点不合理;②乙同学取少量黑色粉末溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,未见溶液变红色,根据现象可以证明假设2一定不成立,但不能判断假设3是否成立,因为假设3中的Fe可能把全部还原为使KSCN不变色,所以乙同学的判断不合理;③agM与氢气充分反应后装置F的质量增加,说明M中一定含有FeO与中的其中一种或二种都有,因装置F净增质量为生成水的质量bg,且a:b=29:9,根据元素守恒,当M只有FeO,则1molFeO生成1mol,则有,当M只有,则1mol生成4mol,则有,由此可判断出M的成分是。
故答案为:强磁铁除了能吸附铁粉外、也能吸附四氧化三铁;不合理;假设2一定不成立,但不能判断假设3是否成立,因为假设3中的Fe可能把全部还原为使KSCN不变色(其它合理答案也可);。
13. 丁香酚存在于丁香花的花蕊中,以丁香酚为原料制取有机物F的路线如下:
已知:
(1)丁香酚的分子式为___________;
(2)A中的含氧官能团是___________(填名称),②的反应类型为___________。
(3)写出满足下列条件的C的所有同分异构体的结构简式___________。
①含苯环且环上只有两个取代基;
②属于酯类化合物;
③核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为3:1:1。
(4)最多可以与___________发生加成反应。
(5)反应⑤中,试剂X的结构简式为___________。
(6)写出A→B的方程式____________
【答案】(1)
(2) ①. 羟基、醚键 ②. 取代反应
(3)、 (4)4
(5) (6)+(CH3CO)2O→ +CH3COOH
【解析】
【分析】丁香酚在RhCl3加热条件下烃基中碳碳双键发生移位生成A,A和(CH3CO)2O发生取代反应形成含酯基物质B,B中烃基转变为醛基形成C,C中酯基酸性条件下水解转为含酚羟基物质D,D发生题意中已知给的反应生成E,E在LiAlH4条件下羰基转变为羟基,据此回答。
【小问1详解】
根据丁香酚结构,可知分子中有10个碳原子、2个氧原子,不饱和度为5,则氢原子数目为2×10+2-2×5=12,则其分子式为C10H12O2;
【小问2详解】
从A结构简式可知含有官能团为碳碳双键、羟基和醚键,含氧官能团只有羟基和醚键;根据A、B两种有机物的结构对比,从羟基变成酯基,得出该反应为取代反应,故答案为:羟基、醚键;取代反应;
【小问3详解】
C的分子式为C10H10O4,其同分异构体含有苯环,则取代基只剩下4个碳原子,且苯环上有两个取代基,其相对位置应该有邻位、间位和对位三种结构,且属于酯类化合物、其核磁共振氢谱为3组峰,峰面积比为3:1:1,它可能的同分异构体应该是邻位的两个相同的取代基,故取代基为-COOCH3或者-OOCCH3,可以确定符合条件C的同分异构体结构简式为、;
【小问4详解】
C物质中苯环、醛基能与氢气发生加成反应,1分子醛基可以加成1分子H2,另外1分子苯环也可以加成3分子H2,最多可以与4发生加成反应;
【小问5详解】
反应⑤的条件与信息中的羟醛缩合反应对应,说明反应⑤就是羟醛缩合,对比D、E的结构,发现E比2个D多了中间的三个碳原子,可以得出试剂X为;
【小问6详解】
A→B的方程式为+(CH3CO)2O→ +CH3COOH。
14. 研发利用技术,降低空气中含量是目前科学家研究的热点之一。与在催化作用下生成可再生资源甲醇,相关反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)反应Ⅱ在低温或常温下不能自发进行,则_______(填“>”“<”或“=”)0。
(2)和合成甲醇时温度对单位时间内转化率及甲醇和CO产率的影响如图1所示。则由图1判断合成最适宜的温度是_______;温度升高产率先升高后降低,降低的可能原因是_______。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入和,容器内起始的压强为pkPa,达到平衡时,测定容器内生成了,且生成CO的选择性为(反应物的选择性)。
①下列相关说法正确的是_______(填字母)。
A.从反应体系中分离出甲醇,有利于提高反应物的转化率
B.向容器按原比例再充入反应物,达到新平衡时各组分的体积分数不变
C.当,说明反应达到了平衡状态
D.工业合成甲醇时,选择合适催化剂可提高甲醇的产率
②该温度下,反应Ⅱ用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数_______。
(4)和在某NiO支撑的表面的反应历程如图2所示(TS表示过渡态)。
决定总反应速率的步骤的活化能_______eV。
(5)超分子笼PPC-2封装钌(Ru)纳米颗粒形成一种高效催化剂。PPC-2是由A、B、C三个组件拼装而成的正八面体超分子笼,结构示意如图。
注:C组件中浅色原子由其他邻近组件提供。
①组件C中Co原子位于相邻O原子构成的_______空隙中(填“四面体”或“八面体”)。
②每个组件C带一个单位负电荷,综合各组件所带电荷,计算PPC-2中_______。
③钌纳米颗粒进入PPC-2超分子笼后,钌晶体从六方堆积转化为面心立方堆积(晶胞参数为apm)。超分子笼内钌晶体密度为_______(用含的代数式表示)。
【答案】(1)> (2) ①. 250℃ ②. 反应Ⅰ的正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,产率降低;温度升高,催化剂的活性下降,产率降低
(3) ①. AD ②. (4)2.17
(5) ①. 八面体 ②. 30 ③.
【解析】
【小问1详解】
由可知,反应II在低温或常温下不能自发进行,即,则;
【小问2详解】
由图1中可以看出,250℃时甲醇的产率最高,所以合成甲醇最适宜的温度是250℃;降低的可能原因是:反应的正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,甲醇产率降低。
【小问3详解】
①从反应体系中分离出甲醇,反应正向移动,有利于提高反应物的转化率,A正确;向容器按原比例再充入反应物,温度不变,压强增大,反应平衡正向移动,达到新平衡时各组分的体积分数改变,B错误;反应①和②,是在同一个体系中,一种物质只能有一个生成速率或者消耗速率。因为甲醇生成速率等于二氧化碳生成速率,因此反应①达到平衡,根据反应①可知,甲醇的生成速率等于水蒸气的生成速率,则水蒸气的生成速率等于二氧化碳的生成速率,说明反应②也达到平衡,所以当,说明反应达到了平衡状态,C正确;工业合成甲醇时,催化剂不能影响平衡移动,不能提高甲醇的产率,D错误,答案选AD;②假设反应①、反应②消耗二氧化碳的物质的量分别是xmol、ymol,且反应①达到平衡以后再发生反应②,列出三段式如下:,,则,,解的,,平衡时,,,,,所以平衡时气体总物质的量为1.0mol,平衡时气体总压强为,则;
【小问4详解】
活化能最大的步骤反应速率最慢,是反应的决速步骤,根据反应历程图可以看出活化能最大,;
【小问5详解】
①根据图可知Co原子周围有6个氧原子,形成八面体,即Co原子位于相邻氧原子构成的八面体空隙中;②根据A的结构简式可知其带4个单位负电荷,一个PPC-2中含有6个A,8个B,6个C,所以PPC-2中,故;③钌晶体为面心立方堆积,Ru原子个数为,晶胞质量,晶胞体积,晶体密度;
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