精品解析:山东省实验中学2022-2023学年高三下学期开学考试化学试题
2024-10-24
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2023-2024 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 济南市 |
| 地区(区县) | 市中区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.65 MB |
| 发布时间 | 2024-10-24 |
| 更新时间 | 2025-11-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48173272.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2023届高三适应性训练
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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。
可能用到的相对原子质量:O 16 Na 23 Al 27 Si 28 P 31 S 32 Cl 35.5 Cu 64 In 115
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的化学研究成果,对其说明不合理的是
A. “风蒲猎猎小池塘,过雨荷花满院香。”雷雨过后空气中少量氧气转化成臭氧,氧气和臭氧互为同分异构体
B. 石硫黄(S):“能化…银、铜、铁,奇物”,这句话体现了石硫黄的氧化性
C. “千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”这句话不涉及氧化还原反应
D. 《新修本草》中,关于“青矾”()的记录为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃,…,烧之赤色。”据此推测,赤色物质为
2. 下列试剂保存方法或实验方法中,不正确的是
A. 实验室中金属钠通常保存在煤油里
B. 盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞
C. 保存溶液时,通常在溶液中加少量的单质铁
D. 浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,置于阴凉处
3. 在氢氟酸溶液中加入Na2CO3和Al(OH)3,生成冰晶石的反应为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF=2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。下列说法错误的是
A. 钠失去最外层一个电子所需要能量:[Ne]3s1<[Ne]3p1
B. CO2结构式可表示为O=C=O
C. 冰晶石中存在离子键、极性共价键和配位键
D. HF在水中的电离方程式为HF+H2O⇌H3O++F-
4. 下列实验设计所得结论可靠的是
A. 将苯、液溴、铁粉混合,产生的气体通入硝酸银溶液中,有淡黄色沉淀产生,说明有溴化氢生成
B. 取蔗糖水解液少许,加入新制的银氨溶液中,水浴加热,根据现象判断蔗糖是否水解
C. 将电石与水反应产生的气体依次通过足量硫酸铜溶液、少量酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色,说明有乙炔生成
D. 将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色,说明有乙烯生成
5. 可降解塑料的合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 可用饱和溴水鉴别A和B
B. 发生的是氧化反应
C. D到是缩聚反应
D. D和均可在氢氧化钠溶液中水解,得到相同的水解产物
6. 茉莉醛()是一种合成香料、制备茉莉醛的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
已知:①庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物;②茉莉醛易被浓硫酸氧化
A. 乙醇的主要作用是作溶剂
B 干燥剂可选用无水
C. 可将最后两步“蒸馏”和“柱色谱法分离”替换为“真空减压蒸馏”
D. 不可以采用与浓硫酸共热的方法来除去产品中少量的庚醛自缩物
7. 硅及其化合物广泛应用于光电材料领域,其中SiCl4与N-甲基咪唑()反应可以得到M2+,其结构如图所示。下列叙述错误的是
A. SiCl4的空间构型为正四面体
B. 1个M2+中含有42个σ键。
C. H、C、N的电负性由大到小的顺序为N>C>H
D. N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3
8. 一种由短周期主族元素组成的抗病毒化合物结构如图,其中Q、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Q为元素周期表中原子半径最小的,Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的三倍。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X>Y>W
B. Y的氢化物只含有极性键
C. Q、X、Y只能形成共价化合物
D. W、X、Y、Z四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
9. 甲烷化也是实现“碳达峰”的重要途径,反应机理如下图。下列说法错误的是
A. 该反应使用的催化剂既加快了甲烷化速率,又提高的平衡转化率
B. 吸附在催化剂Pd表面而发生反应
C. 和均为该反应过程的中间产物
D. 上述甲烷化过程总反应可表示为
10. 关注“实验室化学”并加以实践能有效提高同学们的实验素养,用如图所示装置(夹持装置均已省略)进行实验,能达到目的的是
A. 甲装置可检验溶液中是否有 B. 乙装置可验证浓硫酸的脱水性
C. 丙装置可制备无水 D. 丁装置可制取并收集干燥、纯净的
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 中药材铁华粉的主要成分为醋酸亚铁,可用如图所示方法检测。下列相关说法不正确的是
A. 制备铁华粉的主要反应为
B. 气体X中含有醋酸蒸气
C. 向滤液中滴加酸性高锰酸钾溶液,可证明具有还原性
D. 由上述实验可知,结合的能力大于
12. 双极膜是一种离子交换复合膜,在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成和,并分别向两极迁移。用双极膜电解制备金属钴,工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电极a接电源的正极
B. 电解过程中溶液中的透过阴离子交换膜向左移动
C. 当电路中转移2mol电子时,阳极产生22.4L(标准状况)
D. 电解池工作时,阴离子交换膜与双极膜之间的溶液的pH减小
13. 25℃时,的二元酸溶液中各含磷物种的pc—pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数,。下列说法正确的是
A. 曲线①表示随pOH变化
B. 浓度均为的和溶液等体积混合,混合溶液的pOH为10
C. 的平衡常数
D. 的溶液中:
14. 为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
实验
玻璃仪器
试剂
A
海带提碘
烧杯、玻璃棒、分液漏斗、酒精灯
蒸馏水、新制氯水、CCl4
B
乙醛的银镜反应
烧杯、酒精灯、试管、胶头滴管
乙醛溶液、银氨溶液
C
氨气的喷泉实验
烧杯、烧瓶、胶头滴管、导管
氨气、蒸馏水
D
制备无水乙醇
蒸馏烧瓶、牛角管、酒精灯、冷凝管、锥形瓶
95%乙醇
A. A B. B C. C D. D
15. 体复杂结构的三维表示往往难以在二维图上绘制和解释,可以从晶胞的一个方向(通常选择晶胞的一个轴的方向)往下看,得到该方向的投影图,原子分数坐标(将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数)标注原子位置,如图1为面心立方晶胞的投影。已知某硅的硫化物晶胞的投影如图2所示,其晶胞参数为anm,晶胞密度为ρg·cm-3.下列说法正确的是
A. 该硅的硫化物化学式为SiS2
B. Si与S原子的最近距离为nm
C. 与Si紧邻的4个S原子呈四面体构型
D. 阿伏加德罗常数可表示为
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. “消洗灵”是具有消毒、杀菌、漂白和洗涤等综合功效的固体粉末,消毒原理与“84消毒液”相似,化学组成可以表示为(磷酸三钠次氯酸钠)。实验室制备装置和过程如图:
回答下列问题:
(1)X试剂的名称为___________,C中采用多孔球泡的目的是___________。
(2)检验装置的气密性,加入药品,打开A中分液漏斗活塞,稍后,关闭a的活塞,然后进行的操作是___________。
(3)“消洗灵”消毒时对金属腐蚀性小,原因是在金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜,对金属良好的保护作用,在空气中对镁合金消毒,磷酸钠溶液使镁合金表面形成含有的保护层,写出反应的化学方程式___________。
(4)产品纯度测定(的摩尔质量为)。
①取ag待测试样溶于蒸馏水配成250mL溶液;
②取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入10mL稀硫酸、25mL碘化钾溶液(过量),此时溶液出现棕色;
③滴入3滴5%淀粉溶液,用硫代硫酸钠溶液滴定至终点,平行滴定三次,平均消耗20.00mL。已知:,达到滴定终点的现象为___________,产品的纯度为___________(用含a的代数式表示)。若滴定前滴定管中含有气泡,滴定结束无气泡会造成纯度测定值___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
17. 硼、铝、镓、铟等第IIIA族元素及其化合物在材料化学、工业生产和生活中具有广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态镓原子核外价电子的轨道表示式为_______;同周期主族元素基态原子与其具有相同数目未成对电子的有_______。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷晶体中B原子的杂化方式为________。
②氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N-H…H-B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是_______(填序号)。
a.N2H4和AlH3 b.C3H6和C2H6 c.B2H6和HCN
(3)氟化铝常用作非铁金属的熔剂,可由氯化铝与氢氟酸、氨水作用制得。从氟化铝熔点(1090℃)到氯化铝熔点(192.6℃)下降幅度近900℃的原因是_______。
(4)太阳能材料CuInS2晶体四方晶系,其晶胞参数及结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°。已知A处In原子坐标为(0.5,0,0.25),B处Cu原子坐标为(0,0.5,0.25)。
①C处S原子坐标为_______;
②晶体中距离D处Cu原子最近的S原子有_______个;
③设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体密度为_______g·cm-3。
18. 钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物,其主要成分为、及少量的一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得的工艺流程如图。
已知:①“酸浸”后转化为;②;③的近似为;
④有关物质的溶解度(g/100g)如表所示:
温度/℃
20
40
60
80
100
183.6
215.1
269.2
376.4
415.0
19.5
48.8
45.3
43.7
42.5
回答下列问题:
(1)写出“滤渣”的一种用途___________,“氧化”生成,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)若“含净化液”中,则“水解沉钒”调pH的范围是2.5~___________。(结果保留1位小数)
(3)“溶液1”中含,加入后发生的化学反应方程式为___________。
(4)“溶液2调pH”,所发生反应的离子方程式___________。
(5)“多步操作”包括蒸发浓缩、___________、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。
(6)研究温度对与的氧化-水解沉钒率的影响,得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在80℃左右,降低温度能耗增加。由图可知,分别采用、进行“氧化”时,应选择的适宜温度是___________、___________。
19. 有机物M是一种制备液晶材料的重要中间体,其合成路线如图:
已知:Ⅰ、(格林试剂)X=Cl、Br、I
Ⅱ、
Ⅲ、
(1)A→B的反应方程式为___________。
(2)反应中使用三甲基氯硅烷()的作用是___________,在本流程中起类似作用的有机物还有___________(填名称)。
(3)L中的官能团有___________(填名称),M的结构简式为___________。
(4)符合下列条件的E的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①能与金属钠反应产生氢气②含两个甲基③能发生银镜反应;
其中核磁共振氢谱中显示六组峰的面积比为6:2:1:1:1:1,且含有1个手性碳原子的有机物结构简式为___________(只写一种)。
(5)已知:。写出以苯、丙酮和格林试剂为原料合成的路线(其他试剂任选)___________。
20. 的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善,回答下列问题:
Ⅰ.和乙烷反应制备乙烯。常温常压时,相关物质的相对能量如图所示。
已知:的△H计算如下:。
(1)和乙烷反应生成乙烯、CO和液态水的热化学方程式为______。
(2)和反应制备,某学习兴趣小组为了研究该反应,将足量的某碳酸氢盐固体置于真空恒容密闭容器中,发生如下反应:。反应达平衡时体系的总压为50kPa,保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的,再加入足量,欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,则的初始压强应大于______kPa。
Ⅱ.和制备甲醇,反应体系中涉及以下两个反应:
ⅰ.
ⅱ.
将和按物质的量之比1:3混合通入刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生反应ⅰ和反应ⅱ,在相同的时间内的选择性和产率随温度的变化如图所示。
已知:
(3)在上述条件下合成甲醇的工业条件是______。
A. 210℃ B. 230℃ C. 催化CZT D. 催化剂CZ(Zr-1)T
(4)230℃以上,升高温度导致的转化率增大,甲醇的产率降低。可能的原因是______。
(5)230℃时,容器内压强随时间的变化如下表所示:
时间/min
0
20
40
60
80
压强/MPa
0.95
0.92
0.90
0.90
反应Ⅰ的速率可表示为(k为常数),平衡时,则反应在60min时v=______(用含、的式子表示)。达平衡时的选择性=______。
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2023届高三适应性训练
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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。
可能用到的相对原子质量:O 16 Na 23 Al 27 Si 28 P 31 S 32 Cl 35.5 Cu 64 In 115
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的化学研究成果,对其说明不合理的是
A. “风蒲猎猎小池塘,过雨荷花满院香。”雷雨过后空气中少量氧气转化成臭氧,氧气和臭氧互为同分异构体
B. 石硫黄(S):“能化…银、铜、铁,奇物”,这句话体现了石硫黄的氧化性
C. “千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”这句话不涉及氧化还原反应
D. 《新修本草》中,关于“青矾”()的记录为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃,…,烧之赤色。”据此推测,赤色物质为
【答案】A
【解析】
【详解】A.氧气和臭氧同为氧元素形成的不同单质,互为同素异形体,A错误;
B.硫单质和金属化合生成金属硫化物,硫元素化合价降低,体现了石硫黄的氧化性,B正确;
C.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”描述的是金的单质富集的过程,不涉及氧化还原反应,C正确;
D.烧之赤色是被氧化生成过程,是红棕色固体,D正确;
故选A。
2. 下列试剂保存方法或实验方法中,不正确的是
A. 实验室中金属钠通常保存在煤油里
B. 盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞
C. 保存溶液时,通常在溶液中加少量单质铁
D. 浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,置于阴凉处
【答案】C
【解析】
【详解】A.钠易于空气中的氧气、水发生反应,故实验室中金属钠通常保存在煤油里,A正确;
B.氢氧化钠溶液与玻璃中的二氧化硅发生反应,产生黏连,故盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞,B正确;
C.氯化铁能与单质铁反应生成氯化亚铁,故保存溶液时,不能加入单质铁,C错误;
D.浓硝酸见光易分解,故通常保存在棕色试剂瓶中,置于阴凉处,D正确;
答案选C。
3. 在氢氟酸溶液中加入Na2CO3和Al(OH)3,生成冰晶石的反应为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF=2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。下列说法错误的是
A. 钠失去最外层一个电子所需要的能量:[Ne]3s1<[Ne]3p1
B. CO2结构式可表示为O=C=O
C. 冰晶石中存在离子键、极性共价键和配位键
D. HF在水中的电离方程式为HF+H2O⇌H3O++F-
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态的能量最低,[Ne]3s1为基态,[Ne]3p1为激发态,所以失去e-的基态需要能量多,选项A错误;
B.二氧化碳分子中C原子与2个O原子形成四个共价键,使分子中每个原子都达到稳定结构,所以CO2的结构式:O=C=O,选项B正确;
C.Na3AlF6为离子化合物,含有离子键,中存在配位键,为共价键,选项C正确;
D.HF是弱酸,为弱电解质,故其电离方程式为:HF+H2OH3O++F-,选项D正确;
答案选A。
4. 下列实验设计所得结论可靠的是
A. 将苯、液溴、铁粉混合,产生的气体通入硝酸银溶液中,有淡黄色沉淀产生,说明有溴化氢生成
B. 取蔗糖水解液少许,加入新制的银氨溶液中,水浴加热,根据现象判断蔗糖是否水解
C. 将电石与水反应产生的气体依次通过足量硫酸铜溶液、少量酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色,说明有乙炔生成
D. 将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色,说明有乙烯生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.溴易挥发,产生的气体中含有溴单质,溴单质能够与到AgNO3溶液反应生成淡黄色沉淀,则不能说明有HBr生成,A不符合题意;
B.取蔗糖水解液少许用氢氧化钠调pH至碱性,再加至新制的银氨溶液中,水浴加热,根据现象判断蔗糖是否水解,B不符合题意;
C.电石与水反应产生的气体为乙炔,乙炔中含有杂质,气体依次通过足量硫酸铜溶液、少量酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色,则可说明有乙炔生成,C符合题意;
D.将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应,产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色,由于乙醇易挥发,且具有还原性,也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此不能说明有乙烯生成,D不符合题意;
答案选C。
5. 可降解塑料的合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 可用饱和溴水鉴别A和B
B. 发生的是氧化反应
C. D到是缩聚反应
D. D和均可在氢氧化钠溶液中水解,得到相同的水解产物
【答案】C
【解析】
【分析】苯酚与H2在Ni催化下加热,生成环己醇,则B是环己醇,C与过氧乙酸发生氧化反应,生成D(C6H10O2),则D中含有酯基,D在一定条件下酯基断键聚合生成PCL。
【详解】A.A是苯酚,B是环己醇,苯酚与溴水可以反应,生成三溴苯酚白色沉淀,环己醇与溴水不反应,不符合题意,A错误;
B.由题干可知的反应为过氧乙酸氧化C生成D,发生氧化反应,不符合题意,B错误;
C.缩聚反应有小分子生成,而D到过程没有小分子生成,符合题意,C正确;
D.D含有酯基,是D聚合反应得到的,均含有酯基,均可在氢氧化钠溶液中水解,得到相同的水解产物,不符合题意,D错误;
故答案为:C。
【点睛】根据有机物的分子式和官能团,判断有机物的性质和反应类型。
6. 茉莉醛()是一种合成香料、制备茉莉醛的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
已知:①庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物;②茉莉醛易被浓硫酸氧化
A. 乙醇的主要作用是作溶剂
B. 干燥剂可选用无水
C. 可将最后两步“蒸馏”和“柱色谱法分离”替换为“真空减压蒸馏”
D. 不可以采用与浓硫酸共热的方法来除去产品中少量的庚醛自缩物
【答案】C
【解析】
【分析】乙醇主要是作反应溶剂,增加苯甲醛的溶解度,搅拌加入苯甲醛、庚醛、KOH,经萃取分液分离出水相,得到有机层,有机相加入干燥剂进行干燥后,进行过滤,蒸馏除去未反应的苯甲醛和庚醛,经过柱色谱法分离后可得茉莉醛。
【详解】A.据题意和分析,苯甲醛与庚醛反应生成水和茉莉醛,乙醇不参与反应,乙醇的主要作用是助溶剂,故A正确;
B.干燥剂的作用是吸收有机相中的残留水分,无水吸收水形成结晶水合物,通过过滤方法分离,故B正确;
C.据已知信息,庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物,直接蒸馏难以将二者分离,不可将最后两步“蒸馏”和“柱色谱法分离”替换为“真空减压蒸馏”,故C错误;
D.据已知信息,茉莉醛易被浓硫酸氧化,不可采用与浓硫酸共热的方法来除去产品中少量的庚醛自缩物,故D正确;
故选:C。
7. 硅及其化合物广泛应用于光电材料领域,其中SiCl4与N-甲基咪唑()反应可以得到M2+,其结构如图所示。下列叙述错误的是
A. SiCl4的空间构型为正四面体
B. 1个M2+中含有42个σ键。
C. H、C、N的电负性由大到小的顺序为N>C>H
D. N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3
【答案】B
【解析】
【详解】A.SiCl4分子中Si形成4个σ键,且不存在孤电子对,其结构与甲烷相似,空间构型是正四面体,A正确;
B.共价单键为σ键、共价双键中含有1个σ键、1个π键,配位键为σ键,则中含有12个σ键,所以1个中含有12×4+6=54个σ键,则1mol该物质中含有54molσ键,B错误;
C.根据同一周期从左往右元素的电负性依次增强,同一主族从上往下依次减弱,故H、C、N的电负性由大到小的顺序为N>C>H,C增强;
D.由题干信息可知,N-甲基咪唑分子中存在甲基和碳碳双键,故碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3,D正确;
故答案为:B。
8. 一种由短周期主族元素组成的抗病毒化合物结构如图,其中Q、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Q为元素周期表中原子半径最小的,Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的三倍。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X>Y>W
B. Y的氢化物只含有极性键
C. Q、X、Y只能形成共价化合物
D. W、X、Y、Z四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
【答案】A
【解析】
【分析】Q为元素周期表中原子半径最小的,故Q为H,由图示可知,W为ⅣA族,X为ⅤA族,Y为ⅥA族,Z为ⅦA族,且Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的三倍,故W是C,X是N,Y是O,Z是F,据此分析回答问题。
【详解】A.同一周期,从左到右,第一电离能增大,但N的电子为半充满状态,故N>O,所以X>Y>W,A正确;
B.Y的氢化物H2O2中有非极性键,B错误;
C.Q、X、Y课形成NH4NO3,为离子化合物,C错误;
D.H2O、NH3中含有氢键,H2O沸点最高,D错误;
故选A。
9. 甲烷化也是实现“碳达峰”的重要途径,反应机理如下图。下列说法错误的是
A. 该反应使用的催化剂既加快了甲烷化速率,又提高的平衡转化率
B. 吸附在催化剂Pd表面而发生反应
C. 和均为该反应过程的中间产物
D. 上述甲烷化过程总反应可表示为
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应使用的催化剂既加快了甲烷化速率,但不能改变的平衡转化率,A错误;
B.由反应历程图可知,吸附在催化剂Pd表面而发生反应,B正确;
C.由反应历程图可知,CO2和H2为反应物,CH4和H2O为生成物,MgO和Pd为催化剂,其余均为中间产物,则和均为该反应过程的中间产物,C正确;
D.由反应历程图可知,CO2和H2为反应物,CH4和H2O为生成物,则上述甲烷化过程总反应可表示为,D正确;
故答案为:A。
10. 关注“实验室化学”并加以实践能有效提高同学们的实验素养,用如图所示装置(夹持装置均已省略)进行实验,能达到目的的是
A. 甲装置可检验溶液中是否有 B. 乙装置可验证浓硫酸的脱水性
C. 丙装置可制备无水 D. 丁装置可制取并收集干燥、纯净
【答案】C
【解析】
【详解】A.观察钾元素的焰色需要通过蓝色的钴玻璃,A项错误;
B.浓硫酸具有吸水性,吸收试管中空气中的水分,使饱和硫酸铜溶液的水分减少,有晶体析出,不能验证脱水性,B项错误;
C.氯化镁在氯化氢的氛围中加热失水,抑制镁离子水解,最后得到无水氯化镁,C项正确;
D.一氧化氮和氧气反应,不能用排空气收集气体,D项错误。
故选C。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 中药材铁华粉的主要成分为醋酸亚铁,可用如图所示方法检测。下列相关说法不正确的是
A. 制备铁华粉的主要反应为
B. 气体X中含有醋酸蒸气
C. 向滤液中滴加酸性高锰酸钾溶液,可证明具有还原性
D. 由上述实验可知,结合的能力大于
【答案】C
【解析】
【分析】铁华粉加稀硫酸加热,强酸制弱酸可生成醋酸,加盐酸放出氢气,说明铁华粉还含有铁单质,所得滤液含有Fe2+和Cl-,与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀,沉淀加入氢氧化钠溶液转化为红棕色沉淀,生成氢氧化铁,据此分析。
【详解】A.铁与醋酸反应生成醋酸亚铁,A正确;
B.气体X中含有醋酸蒸气和氢气,B正确;
C.滤液中含有Cl-也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能证明Fe2+与高锰酸钾反应,C错误;
D.向所得蓝色沉淀中加入氢氧化钠溶液可生成氢氧化铁,说明OH-结合Fe3+的能力大于CN-,D正确;
故选C。
12. 双极膜是一种离子交换复合膜,在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成和,并分别向两极迁移。用双极膜电解制备金属钴,工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电极a接电源的正极
B. 电解过程中溶液中的透过阴离子交换膜向左移动
C. 当电路中转移2mol电子时,阳极产生22.4L(标准状况)
D. 电解池工作时,阴离子交换膜与双极膜之间的溶液的pH减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.电解池中阳离子向阴极移动,则电极b是阴极,电极a是阳极,电极a接电源的正极,故A正确;
B.电解池中阴离子向阳极移动,电解过程中溶液中的SO透过阴离子交换膜移向左室,故B正确;
C.当电路中转移2mol电子时,阳极水中的氢氧根离子失电子生成0.5molO2,故C错误;
D.电解池工作时,电极b是阴极,电极a是阳极,SO通过阴离子交换膜向左移动与氢离子结合生成硫酸,阴离子交换膜与双极膜之间的溶液的pH减小,故D正确;
故选C。
13. 25℃时,的二元酸溶液中各含磷物种的pc—pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数,。下列说法正确的是
A. 曲线①表示随pOH的变化
B. 浓度均为的和溶液等体积混合,混合溶液的pOH为10
C. 的平衡常数
D. 的溶液中:
【答案】C
【解析】
【分析】为二元酸,由图示可知,随着碱性增强,即pOH减小,浓度减小,pc()逐渐增大,浓度先增大后减小,pc()先减小后增大,浓度逐渐增大,pc()逐渐减小,不能继续电离,故曲线①表示pc()随pOH的变化,曲线②表示,pc()随pOH的变化,曲线③表示pc()随pOH的变化,为二元酸,其一级电离方程式为:,图中z点表示c()=c()、pOH=12.6,则pH=1.4、c(H+)=10-1.4mol/L,Ka1==10-1.4,二级电离方程式为:,图中x点表示c()=c()、pOH=7.3,则pH=6.7、c(H+)=10-6.7mol/L,Ka2==10-6.7,以此解题。
【详解】A.由分析可知,曲线①表示pc()随pOH的变化,A错误;
B.由图可知和浓度相等时,溶液的pOH为10,但是Ka1==10-1.4,Ka2==10-6.7,则的水解常数kh=,则的水解程度大于的电离程度,即混合后两者浓度不同,混合溶液的pH不等于10,B错误;
C.由分析可知Ka1==10-1.4,Ka2==10-6.7,反应的平衡常数K=====,C正确;
D.为二元酸,不能电离出,溶液中无,D错误;
故选C。
14. 为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
实验
玻璃仪器
试剂
A
海带提碘
烧杯、玻璃棒、分液漏斗、酒精灯
蒸馏水、新制氯水、CCl4
B
乙醛的银镜反应
烧杯、酒精灯、试管、胶头滴管
乙醛溶液、银氨溶液
C
氨气的喷泉实验
烧杯、烧瓶、胶头滴管、导管
氨气、蒸馏水
D
制备无水乙醇
蒸馏烧瓶、牛角管、酒精灯、冷凝管、锥形瓶
95%乙醇
A. A B. B C. C D. D
【答案】BC
【解析】
【详解】A.从海带中提取I2,需要灼烧、溶解、氧化、过滤,使用的玻璃仪器有酒精灯、漏斗、玻璃棒、烧杯等,需要试剂有蒸馏水、新制氯水、CCl4,仪器缺少漏斗,不能完成实验,A不符合题意;
B.乙醛的银镜反应需热水浴加热,用胶头滴管向盛有银氨溶液的试管中滴加乙醛溶液,然后将该试管放入热水中进行反应,水升温要使用酒精灯加热,故使用到的玻璃仪器有烧杯、酒精灯、试管、胶头滴管,试剂有乙醛溶液、银氨溶液,可以完成实验,B符合题意;
C.用一个干燥的烧瓶收集氨气,并用带有玻璃导管和胶头滴管(事先吸有水)的双孔塞塞紧,导管末端放入盛有水的烧杯中,当实验时,将止水夹移到玻璃管处,挤压胶头滴管,使少量水进入烧瓶中,就会持续形成压强差而形成喷泉,可以利用已知仪器和试剂完成氨气的喷泉实验,C符合题意;
D.用95%的乙醇制取无水乙醇时,需将95%的乙醇、生石灰混合加热,用温度计测量蒸气温度,用冷凝管冷却降温,冷凝管与接收器锥形瓶通过牛角管连接,仪器缺少温度计,药品缺少生石灰,不能完成实验,D不符合题意;
故合理选项是BC。
15. 体复杂结构的三维表示往往难以在二维图上绘制和解释,可以从晶胞的一个方向(通常选择晶胞的一个轴的方向)往下看,得到该方向的投影图,原子分数坐标(将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数)标注原子位置,如图1为面心立方晶胞的投影。已知某硅的硫化物晶胞的投影如图2所示,其晶胞参数为anm,晶胞密度为ρg·cm-3.下列说法正确的是
A. 该硅的硫化物化学式为SiS2
B. Si与S原子的最近距离为nm
C. 与Si紧邻4个S原子呈四面体构型
D. 阿伏加德罗常数可表示为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由硫化硅的面心立方晶胞的投影图可知,晶胞中位于顶点和面心的硫原子个数为8×+6×=4,位于体内的硅原子个数为2,则硅的硫化物化学式为SiS2,故A正确;
B.由硫化硅的面心立方晶胞的投影图可知,晶胞中硅原子与硫原子的最近距离为体对角线的,则最近距离为nm,故B错误;
C.由硫化硅的面心立方晶胞的投影图可知,与硅原子紧邻的4个硫原子呈四面体构型,故C正确;
D.设阿伏加德罗常数为NAmol—1,由晶胞的质量公式可得:=10—30a3ρ,解得NA=,故D错误;
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. “消洗灵”是具有消毒、杀菌、漂白和洗涤等综合功效的固体粉末,消毒原理与“84消毒液”相似,化学组成可以表示为(磷酸三钠次氯酸钠)。实验室制备装置和过程如图:
回答下列问题:
(1)X试剂的名称为___________,C中采用多孔球泡的目的是___________。
(2)检验装置的气密性,加入药品,打开A中分液漏斗活塞,稍后,关闭a的活塞,然后进行的操作是___________。
(3)“消洗灵”消毒时对金属腐蚀性小,原因是在金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜,对金属良好的保护作用,在空气中对镁合金消毒,磷酸钠溶液使镁合金表面形成含有的保护层,写出反应的化学方程式___________。
(4)产品纯度测定(的摩尔质量为)。
①取ag待测试样溶于蒸馏水配成250mL溶液;
②取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入10mL稀硫酸、25mL碘化钾溶液(过量),此时溶液出现棕色;
③滴入3滴5%淀粉溶液,用硫代硫酸钠溶液滴定至终点,平行滴定三次,平均消耗20.00mL。已知:,达到滴定终点现象为___________,产品的纯度为___________(用含a的代数式表示)。若滴定前滴定管中含有气泡,滴定结束无气泡会造成纯度测定值___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1) ①. 饱和食盐水 ②. 增大反应物的接触面积,加快反应速率
(2)打开b活塞 (3)
(4) ①. 当加入最后半滴硫代硫酸钠溶液后,溶液蓝色褪去且30s不恢复原色 ②. ③. 偏大
【解析】
【分析】A中浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气,饱和食盐水吸收挥发出的氯化氢气体,氢氧化钠溶液与氯气反应生成次氯酸钠,D装置的作用是吸收Cl2尾气,防止污染大气。
【小问1详解】
X用于吸收挥发的HCl,试剂的名称为饱和食盐水,C中采用多孔球泡的目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率,故答案为:饱和食盐水;增大反应物的接触面积,加快反应速率;
【小问2详解】
检验装置的气密性,加入药品,打开A中分液漏斗活塞,稍后,关闭a的活塞,然后进行的操作是打开b活塞,观察液滴是否滴落,故答案为:打开b活塞;
【小问3详解】
磷酸钠溶液与镁、氧气、水反应生成Mg3(PO4)2·Mg(OH)2和氢氧化钠,反应的化学方程式为:4Mg+2Na3PO4+2O2+4H2O=Mg3(PO4)2·Mg(OH)2+6NaOH,故答案为:4Mg+2Na3PO4+2O2+4H2O=Mg3(PO4)2·Mg(OH)2+6NaOH;
【小问4详解】
需用的指示剂是淀粉溶液,因为碘单质遇到淀粉溶液变蓝,达到滴定终点时,碘被完全消耗,溶液蓝色褪去,因此达到滴定终点的现象为:当加入最后半滴硫代硫酸钠溶液后,溶液蓝色褪去且30s不恢复原色;Na10P3O13Cl·5H2O~ I2又因为2S2O+ I2=S4O+2I-,则Na10P3O13Cl·5H2O~2S2O,则产品的纯度为%;若滴定前滴定管中含有气泡,滴定结束无气泡会导致消耗的硫代硫酸钠溶液体积偏大,纯度测定值偏大,故答案为:当加入最后半滴硫代硫酸钠溶液后,溶液蓝色褪去且30s不恢复原色;%;偏大。
17. 硼、铝、镓、铟等第IIIA族元素及其化合物在材料化学、工业生产和生活中具有广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态镓原子核外价电子的轨道表示式为_______;同周期主族元素基态原子与其具有相同数目未成对电子的有_______。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷晶体中B原子的杂化方式为________。
②氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N-H…H-B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是_______(填序号)。
a.N2H4和AlH3 b.C3H6和C2H6 c.B2H6和HCN
(3)氟化铝常用作非铁金属的熔剂,可由氯化铝与氢氟酸、氨水作用制得。从氟化铝熔点(1090℃)到氯化铝熔点(192.6℃)下降幅度近900℃的原因是_______。
(4)太阳能材料CuInS2晶体为四方晶系,其晶胞参数及结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°。已知A处In原子坐标为(0.5,0,0.25),B处Cu原子坐标为(0,0.5,0.25)。
①C处S原子坐标为_______;
②晶体中距离D处Cu原子最近的S原子有_______个;
③设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体密度为_______g·cm-3。
【答案】(1) ①. ②. K和Br
(2) ①. ②. ac
(3)因为氟化铝是离子晶体,熔点高,氯化铝是分子晶体,熔点低
(4) ①. (0.75,0.25,0.625) ②. 4 ③.
【解析】
【小问1详解】
(1)镓元素原子序数为31,基态镓原子价电子排布式为,轨道表示式为,基态镓原子未成对电子只有1个,同周期主族元素中基态原子未成对电子数为1的有K和Br,基态原子价电子排布式分别为和,故填、K和Br;
【小问2详解】
(2)①氨硼烷晶体中B原子周围连接4个σ键,为杂化,故填;
②a.N2H4中N电负性大于H,H呈正电性;AlH3中,电负性H大于Al,H呈负电性,所以N2H4和AlH3可以形成双氢键,故a正确;
b.C3H6和C2H6中,电负性C大于H,H均呈正电性,不能形成双氢键,故b错误;
c.B2H6中H呈负电性,HCN中,H呈正电性,所以B2H6和HCN可以形成氢键,故c正确;
故填ac;
【小问3详解】
(3)氟化铝是离子晶体,熔化时克服的是离子键,氯化铝是分子晶体,熔化时克服的是分子间作用力,熔点低,故填因为氟化铝是离子晶体,熔点高,氯化铝是分子晶体,熔点低;
【小问4详解】
(4)①如图,,则C处S原子的坐标为(0.75,0.25,0.625),故填(0.75,0.25,0.625);
②晶体中距离D处Cu原子最近的S原子是与D处直接相连的S原子,在晶体中,这样的S原子有4个,故填4;
③该晶胞中,铜原子个数为,In原子个数为,S原子在晶胞内,个数为8,该晶体的密度,其中V=,ZM=972,代入,故填;
18. 钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物,其主要成分为、及少量的一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得的工艺流程如图。
已知:①“酸浸”后转化为;②;③的近似为;
④有关物质的溶解度(g/100g)如表所示:
温度/℃
20
40
60
80
100
183.6
215.1
269.2
376.4
415.0
19.5
48.8
45.3
43.7
42.5
回答下列问题:
(1)写出“滤渣”的一种用途___________,“氧化”生成,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)若“含净化液”中,则“水解沉钒”调pH的范围是2.5~___________。(结果保留1位小数)
(3)“溶液1”中含,加入后发生的化学反应方程式为___________。
(4)“溶液2调pH”,所发生反应的离子方程式___________。
(5)“多步操作”包括蒸发浓缩、___________、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。
(6)研究温度对与的氧化-水解沉钒率的影响,得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在80℃左右,降低温度能耗增加。由图可知,分别采用、进行“氧化”时,应选择的适宜温度是___________、___________。
【答案】(1) ①. 制作光导纤维或制作玻璃或工业制硅 ②. 1:2
(2)4.3 (3)
(4)
(5)趁热过滤 (6) ①. 80℃ ②. 50℃
【解析】
【分析】钒铬还原渣主要成分为VO2▪xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2,加硫酸酸浸,VO2▪xH2O转化为VO2+,转化Cr(OH)3为Cr3+,滤渣为SiO2,加入Na2S2O8将VO2+氧化为VO,反应的离子方程式为2 VO2+ +S2O+ 2H2O=2 VO+ 2SO+ 4H+,调pH使VO转化为V2O5▪xH2O沉淀,净化液中加入过量NaOH后Cr3+变为CrO,加入H2O2发生反应3 H2O2 + 2CrO+2OH-=2CrO+4H2O,溶液2先调pH后经蒸发浓缩、趁热过滤冷却结晶,过滤洗涤得到Na2Cr2O7。
【小问1详解】
根据分析可知 “滤渣”为SiO2,SiO2可用于制作光导纤维或制作玻璃或工业制硅;加入Na2S2O8将VO2+氧化为,反应离子方程式为:,则该反应中氧化剂为,还原剂为VO2+,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
【小问2详解】
根据Cr(OH)3的Ksp近似为1×10-30,,,pH=-lg=4.3,则“水解沉钒”调pH的范围是2.5~4.3;
【小问3详解】
“溶液1”中含CrO,加入H2O2后CrO被氧化成CrO,发生的化学反应方程式为3H2O2+2NaCrO2+2NaOH=2Na2CrO4+4H2O;
【小问4详解】
“溶液2调pH”,CrO将转化为Cr2O,所发生反应的离子方程式2CrO+2H+=Cr2O+H2O;
【小问5详解】
“多步操作”将Na2Cr2O7和Na2SO4分离,根据信息④溶解度随温度变化的表格,温度越高Na2SO4溶解度越小,故应该采取的操作有蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶,过滤、洗涤得到Na2Cr2O7;
【小问6详解】
根据图像可知用Na2S2O8氧化时,80℃时沉钒率最大,铬损率最低,因此应选择80℃;用H2O2氧化时50℃时沉钒率最大,铬损率最低,因此应选择50°C。
19. 有机物M是一种制备液晶材料的重要中间体,其合成路线如图:
已知:Ⅰ、(格林试剂)X=Cl、Br、I
Ⅱ、
Ⅲ、
(1)A→B的反应方程式为___________。
(2)反应中使用三甲基氯硅烷()的作用是___________,在本流程中起类似作用的有机物还有___________(填名称)。
(3)L中的官能团有___________(填名称),M的结构简式为___________。
(4)符合下列条件的E的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①能与金属钠反应产生氢气②含两个甲基③能发生银镜反应;
其中核磁共振氢谱中显示的六组峰的面积比为6:2:1:1:1:1,且含有1个手性碳原子的有机物结构简式为___________(只写一种)。
(5)已知:。写出以苯、丙酮和格林试剂为原料合成的路线(其他试剂任选)___________。
【答案】(1) (2) ①. 保护酚羟基 ②. 乙二醇
(3) ①. (酚)羟基、醚键 ②.
(4) ①. 16 ②. (或或)
(5)
【解析】
【分析】由D的结构及A的分子式可知A为苯酚,A→B的反应为苯酚的羟基对位氢原子被溴原子取代,生成对溴苯酚;B→D反应中使用三甲基氯硅烷()与酚羟基结合,其作用是保护酚羟基;D→F发生信息中已知Ⅰ的反应得到格林试剂F;由C和G的结构可推知E的结构为,G→H使用乙二醇与G中一个酮羰基缩合,可保护酮羰基;F和H发生信息中已知Ⅱ的反应生成I;I发生消去反应生成K,K催化加氢生成L,L→M反应中缩酮水解复原成羰基,则M的结构简式为,据此分析解答。
【小问1详解】
根据分析A为苯酚,B为对溴苯酚,在乙酸乙酯存在条件下,加热,苯酚和发生取代反应生成对溴苯酚,反应方程式为,故答案为:;
【小问2详解】
由合成流程可知,B→D反应中使用三甲基氯硅烷()与酚羟基结合,其作用是保护酚羟基,与此类似,在G→H反应中使用乙二醇与G中一个酮羰基缩合,可保护酮羰基,故答案为:保护酚羟基;乙二醇;
【小问3详解】
由L的结构简式可知,L中的官能团有(酚)羟基、醚键;L→M反应中缩酮水解复原成羰基,则M的结构简式为;故答案为:(酚)羟基、醚键;;
【小问4详解】
该有机物含有醛基和羟基,另外有5个碳形成的碳链,其同分异构体的种类为(省略部分氢原子,箭头指向为羟基位置,后同)、、、、、、共16种,核磁共振氢谱为6:2:1:1:1:1,且含有1个手性碳原子的有机物结构简式为、、,故答案为:16;(或或);
【小问5详解】
由题给条件可知,两分子分子间脱水可生成,可通过发生已知Ⅰ和已知Ⅱ的反应来制备,合成路线为:,故答案为:。
20. 的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善,回答下列问题:
Ⅰ.和乙烷反应制备乙烯。常温常压时,相关物质的相对能量如图所示。
已知:的△H计算如下:。
(1)和乙烷反应生成乙烯、CO和液态水的热化学方程式为______。
(2)和反应制备,某学习兴趣小组为了研究该反应,将足量的某碳酸氢盐固体置于真空恒容密闭容器中,发生如下反应:。反应达平衡时体系的总压为50kPa,保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的,再加入足量,欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,则的初始压强应大于______kPa。
Ⅱ.和制备甲醇,反应体系中涉及以下两个反应:
ⅰ.
ⅱ.
将和按物质的量之比1:3混合通入刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生反应ⅰ和反应ⅱ,在相同的时间内的选择性和产率随温度的变化如图所示。
已知:
(3)在上述条件下合成甲醇的工业条件是______。
A. 210℃ B. 230℃ C. 催化CZT D. 催化剂CZ(Zr-1)T
(4)230℃以上,升高温度导致的转化率增大,甲醇的产率降低。可能的原因是______。
(5)230℃时,容器内压强随时间的变化如下表所示:
时间/min
0
20
40
60
80
压强/MPa
0.95
0.92
0.90
0.90
反应Ⅰ的速率可表示为(k为常数),平衡时,则反应在60min时v=______(用含、的式子表示)。达平衡时的选择性=______。
【答案】(1)C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(l)∆H=+133 kJ/mol
(2)80 (3)BD
(4)升高温度反应速率加快,相同时间内消耗的CO2量增多,所以CO2的转化率增大;以反应Ⅱ为主,甲醇的选择性降低,所以甲醇的产率降低
(5) ①. 0.015 k ②. 33.3%
【解析】
【小问1详解】
CO2与C2H6反应生成C2H4、CO和H2O(g)的反应为C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(l),则∆H=[52+(-110)+(-286)-(-84)-(-393)]kJ/mol=+133 kJ/mol,故答案为:C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(l)∆H=+133 kJ/mol;
【小问2详解】
平衡时H2O、CO2的分压相同,都是30kPa,该温度下Kp=30kPa×30kPa=900(kPa)2,温度不变化学平衡常数不变,欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于10 kPa,则平衡时生成CO2的分压小于10kPa,设开始时加入CO2的初始压强为x,则存在10kPa×(x+10)kPa=900(kPa)2,x=80,故答案为:80;
【小问3详解】
甲醇的选择性越好、温度越低、甲醇的产率越高越好,根据图知,温度为230℃、催化剂为CZ(Zr-1)T时甲醇的产率最高,所以在上述条件下合成甲醇的工业条件是230℃、催化剂为CZ(Zr-1)T,故答案为:BD;
【小问4详解】
温度越高反应速率越快,升高温度平衡向吸热方向移动,催化剂选择性受温度限制,升高温度反应速率加快,相同时间内消耗的CO2量增多,所以CO2的转化率增大;以反应Ⅱ为主,甲醇的选择性降低,所以甲醇的产率降低,故答案为:升高温度反应速率加快,相同时间内消耗的CO2量增多,所以CO2的转化率增大;以反应Ⅱ为主,甲醇的选择性降低,所以甲醇的产率降低;
【小问5详解】
将CO2和H2按物质的量之比1:3混合通入刚性密闭容器中,设开始加入的CO2、H2的压强分别是a、3a,设二氧化碳转化为甲醇的压强为x、转化为CO的压强为y,可逆反应I.,可逆反应Ⅱ. ,开始时a+3a=P0,则a=0.25P0;平衡时P(H2O)=0.15P0,则x+y=0.15P0,平衡时总压强为0.90P0,则a-(x+y)+3(a-x)-y+y+x+y=0.90P0,x=P0,y=P0,P(CO2)=0.1P0,P(H2)= P0,v=k•P(CO2)•P3(H2)=k×0.1P0×(P0)3≈0.015k;达平衡时CH3OH的选择性=×100%≈33.3%;故答案为:0.015 k;33.3%。
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