内容正文:
2024年下学期桃源县第一中学高三年级11月模块考试
化学试题
时长:75分钟 总分:100分
一、单选题(每小题2分,共42分)
1. 化学与生产生活息息相关。下列说法错误的是
A. 推广使用可降解塑料聚乳酸,能减少白色污染
B. 用热的纯碱溶液可清洗衣物上的汽油污渍
C. 氯碱工业中,可用浓氨水检查氯气管道是否泄漏
D. 汽车防冻液的主要成分为乙二醇,其沸点高的原因是易形成分子间氢键
2. 下列化学用语正确的是
A. 二氯化二硫()的电子式为:
B. 基态的价层电子的轨道表示式为
C. 一元弱酸的结构式为
D. 的键的原子轨道重叠图:
3. 氮及其化合物部分转化关系如下,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标况下,2.24LY中所含质子总数为
B. 常温常压下,4.6gZ中含有的分子数为
C. 1L0.1mol/L溶液完全水解后形成0.1mol胶体粒子
D. 1.0mol与在光照下反应生成反应1.0mol
4. 下列实验装置或操作不正确的是
A. 图1测定中和热 B. 图2验证铁的吸氧腐蚀
C. 图3催化效率:酶>硫酸 D. 图4验证反应正向是放热反应
5. 下列方程式书写不正确的是
A. 用处理含废水:
B. 实验室用萤石()制备氢氟酸:
C. 溶液为绿色:
D. 加CuO除去硫酸铜溶液中少量的:
6. 已知,速率方程为,其中k为速率常数,只与温度、催化剂、固体接触面积有关,与浓度无关;n为该反应级数,可以为正数、0、负数;起始浓度消耗一半的时间叫半衰期,在某催化剂表面上分解的实验数据如表:下列说法错误的是
t/min
0
10
20
30
40
50
60
0.30
0.25
0.20
a
0.10
0.05
0.00
A. 该反应为0级反应
B. 该反应速率常数为
C. 表格中的
D. 若起始浓度为,半衰期为60min
7. 在一体积可变的密闭容器加入足量的Mn3C固体,并充入0.1molCO2,发生反应Mn3C(s)+CO2(g)3Mn(s)+2CO(g)。已知:CO与CO2平衡分压比的自然对数值[ln]与温度的关系如图所示(已知:平衡分压=总压×物质的量分数,Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数)。下列说法正确的是
A. 该反应ΔH<0
B. 缩小容器体积有利于提高CO2的平衡转化率
C. X点反应达到平衡时,则CO2的转化率为66.7%
D. 假设1050K时,X点反应达到平衡时容器的总压强为akPa,则该温度下Kp为0.5akPa
8. 近期我国科技工作者设计了一套高效光电化学燃料电池,其工作原理如下图所示(忽略溶液体积的变化)。光照时,“光催化电极a”会产生(e-)和空穴(h+),下列说法错误的是
A. 该装置实现了光能和化学能到电能的转化
B. 负极反应式为
C. 电池工作时,溶液中的稀硫酸浓度不变
D. 电池工作时,溶液中的H+会从左向右迁移
9. 脱落酸是一种能提高植物抗旱和耐盐力的植物激素,其结构简式如图,下列有关脱落酸的说法不正确的是
A. 存在1个手性碳原子 B. 最多有12个碳原子处于同一平面内
C. 能发生取代、加成、加聚、氧化反应 D. 脱落酸与足量金属钠反应可得到
10. 下列说法中不正确的是
A. 已知:,若化学反应速率分别用、、[单位均为表示,则
B. 对于合成氨的反应,在不同条件下测得、、的化学反应速率的数值如下:① ② ③,反应速率由大到小的顺序是①>③>②
C. 不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率
D. 反应经amin后浓度的变化0.4mol/L,在0~amin内用表示的平均反应速率为,则a等于5
11. 三氯氧钒()主要用作溶剂、烯烃聚合的催化剂。合成原理是 。在密闭反应器中充入足量、和发生上述反应,测得平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列叙述正确的是
A. X代表压强
B.
C. 平衡常数:
D. 其他条件不变,升高温度可使c点向a点迁移
12. 中国提出二氧化碳排放在2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和。这体现了中国作为全球负责任大国的环境承诺和行动决心。二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一、常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注),下列说法错误的是
A. 二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应
B. 催化剂能改变反应机理,加快反应速率,降低反应热
C. 总反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)
D. 该历程的决速步为HCOO*+4H*=CH3O*+H2O
13. 氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。下列说法正确的是
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
27
2000
25
400
450
平衡常数K
0.1
0.507
0.152
A. 大气固氮和工业固氮都属于放热反应
B. 常温下大气固氮几乎不可能,而工业固氮很容易进行
C. 450℃,在2L的恒容密闭容器中充入2mol、4mol和2mol,发生工业固氮反应,此时反应向正向进行
D. 工业固氮时温度越低,K值越大,反应速率越快
14. 已知T1温度下在容积为10L的密闭容器中发生可逆反应X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+2W(s) ΔH,起始时充入15mol X与15mol Y,10 min时反应达到平衡状态,测得平均速率v(Z)=0.12 mol·L-1·min-1。下列有关说法正确的是
A. T1温度下该反应的平衡常数为2.56
B. 平衡时再充入一定量的X,平衡正向移动,X的转化率增大
C. 若T2>T1,T2时K=1.52,则该反应的ΔH>0
D. 若其他条件不变,T3温度下,K=1.96,则Y的平衡转化率约为41.3%
15. 五氧化二氮(化学式:)又称硝酐,是硝酸的酸酐,在一定温度下可发生反应: 。某温度下,向恒容密闭容器中充入,发生上述反应,部分实验数据如表所示。下列说法正确的
t/s
0
500
1000
1500
5.000
3.52
2.50
2.50
A. 0~1000s内,
B. 反应达到平衡后,容器中的物质的量分数为10%
C. 反应达到平衡后,保持其他条件不变,加入合适的催化剂,变小
D. 该温度下,反应的平衡常数
16. 向某恒容密闭容器中充入等物质的量的和,发生如下反应:,测得不同温度下的转化率与时间的关系如图所示。其速率方程为,(、是速率常数,只与温度有关)。下列说法错误的是
A. 该反应的
B. M点:
C. 升高温度,增大的倍数大于增大的倍数
D. 时,若平衡体系中,则
17. 二甲醚()催化制备乙醇主要涉及两个反应:反应I: 反应Ⅱ: 在CO、、的原料比固定及体系压强不变的条件下,同时发生反应I、Ⅱ,平衡时部分物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应可能为吸热反应
B. 温度高于600K时,温度对反应I的影响大于对反应Ⅱ的影响
C. 由图可知,随着温度的升高,的平衡转化率先增大后减小
D. 其他不变,延长反应时间或选用对反应Ⅱ催化性能更好的催化剂都能提高平衡混合物中乙醇含量
18. CO歧化: , 裂解: ,催化重整的反应过程中,还发生积炭反应,积炭的存在会使催化剂失活。积炭反应中,温度和压强与平衡炭量的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 图中压强
B. 表示温度和压强对裂解反应中平衡炭量影响的是图b
C. 重整反应
D. 在重整反应中,低温、高压时会有显著积炭产生,积炭主要由CO歧化反应产生
19. 氧化制取的新路径,其反应为:
反应I:
反应II:
一定条件下,向容积为1.0L的容器中通入2mol和3mol,若仅考虑上述反应,平衡转化率和平衡时的选择性随温度、压强变化的关系如图所示,、代表不同压强下乙烷的平衡转化率。下列说法不正确的是【已知:的选择性】
A. 压强
B. 一定温度下,增大会降低的平衡转化率
C. 反应I-反应II得到反应:
D. 压强为、温度为T时,反应达平衡时,混合气体中
20. 铜一铁催化剂可催化分解转化为氢气,反应为 。往体积为2L的密闭容器中加入4mol。图中曲线a、b分别表示在铜一铁催化剂I的作用下、时及时随时间的变化;曲线c表示在铜一铁催化剂Ⅱ的作用下,时随时间的变化。以下说法正确的是
A.
B. 其他条件不变,充入Ar,曲线b的平台下移
C. 时,
D. 铜一铁催化剂Ⅱ的催化效果更好
21. 已知:按起始投料比加入反应物,测得的平衡转化率(实线)和催化剂催化效率(虚线)受温度的影响如下图所示。下列说法不正确的是
A. 350℃时,b点状态下
B. 生成乙烯的速率c点一定大于a点
C. d→e,催化效率降低是由于温度升高引起催化剂失活
D. a点乙烯的体积分数约为7.7%
二、填空题(每空1-2分,共58分)
22. 硫化氢既是一种污染环境的有害气体,也是一种可以转换合成为多种化工产品的硫资源,合理地利用这部分硫资源对环境保护及提高能源经济效益都非常重要。
I.硫化氢和甲烷重整制氢气是硫化氢利用的一种新途径。
该途径主反应为:
副反应:
(1)在一定温度下的恒容密闭容器中发生该反应,下列能说明反应已达平衡状态的有_______(填标号)。
a.
b.
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)实验测得主反应,(、是速率常数,只与温度有关)。
①主反应的化学平衡常数K与速率常数、的关系:_______。
②反应达平衡后,仅升高温度,增大的倍数_______(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
③若在1L的恒容密闭容器中充入1mol和1mol,在一定温度下只发生主反应,达到平衡时,为0.85mol,则的转化率为_______,_______(请写出计算式)。
(3)在反应温度为950℃、进料和的物质的量之比为时,转化率可达90%,但4h后催化剂也迅速失活。其原因为_______。
Ⅱ.硫化氢回收制硫黄是硫化氢利用的另一种途径。和在硫酸铝溶液中发生反应:。探究硫化氢转化率的影响因素,其他条件相同时,的转化率随投料比的变化如图1所示,的转化率随温度的变化如图2所示。
(4)该工艺的最优条件为_______。
(5)当温度升高至80℃时,的转化率下降,从溶解度分析其原因可能为_______。
23. 硫脲在药物制备、金属矿物浮选等方面有广泛应用。实验室中可先制备,然后再与合成,实验装置(夹持及加热装置略)如图所示。回答下列问题:
已知:易溶于水,易被氧化,受热时部分发生异构化生成。
实验(一):制备硫脲。
(1)装置B中饱和NaHS溶液的作用是_______。
(2)检查装置气密性后加入药品,打开,通入一段时间,再打开,当观察到_______时,再打开。
(3)完成(2)中操作后,水浴加热装置D,在80℃条件下合成硫脲,控制温度在80℃的原因是_______;装置D中除生成硫脲外,还生成一种碱,写出该过程D中发生反应的化学方程式:_______。
实验(二):探究硫脲的性质。
(4)①取少量溶于水,加热至150℃,一段时间后再冷却至室温,滴加_______,可检验是否有生成。
②取少量溶于NaOH溶液,加入溶液,过滤,洗涤,得到黑色固体,由此推知,在碱性条件下会生成_______(填离子符号)。
③取少量溶液通过如图实验验证被酸性溶液氧化的产物。关闭K,发现电流计指针偏转;一段时间后,左烧杯中酸性溶液褪色,右烧杯中产生两种无毒气体,其溶液经检验有生成,则石墨电极上的反应式为_______。
实验(三):硫脲的质量分数的测定。
(5)装置D反应后的液体经分离、提纯、烘干可得产品。测定产品的纯度:称取mg产品,加水溶解配成250mL溶液,取25mL于锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用cmol/L酸性标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液VmL。则样品中硫脲的质量分数为_______(用含m、c、V的代数式表示)。
24. 化合物I合成相关流程如图所示。回答下列问题:
已知:①已知A为芳香化合物。
②
③RCHO
(1)A所含官能团的名称是_______。
(2)C→D反应方程式_______。
(3)由F生成G的反应类型是_______。
(4)已知I的分子中:①含有三个六元环;②不含甲基;③含有两个羰基。I的结构简式为_______。
(5)同时满足以下条件的C的同分异构体有_______种。
①含有苯环,且苯环上有三个取代基;②能发生银镜反应;
其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为的同分异构体的结构简式为_______。(写一种)
(6)结合信息,设计用甲苯和乙醛为原料制备的合成路线,其他无机试剂任选_______。
格式如:AB目标产物
25. 碳酸铈[]是一种稀土材料,工业上常以氟碳铈矿(主要成分为、BaO、)为原料制备碳酸铈,其工艺流程如图所示:
已知:
①“酸浸”后铈元素主要以的形式存在;
②在空气中易被氧化为,两者均能形成氢氧化物沉淀。
(1)“焙烧”时,从焙烧室的底部通入空气的目的是_______。
(2)“滤渣1”的主要成分为_______。
(3)“还原”时,加入硫脲()的目的是将还原为,硫脲被氧化为。
①该反应的离子方程式为_______。
②硫脲属于_______(填“极性”或“非极性”)分子,该分子中键角_______(填“>”“<”或“=”)
(4)“碱转酸浸”在加入盐酸后,通常还需加入另一种化学试剂X,根据题中信息推测,加入X的作用为_______。
(5)某研究小组利用硫化锌锂电池电解含Ce(II)的溶液,可将Ce(II)转化为Ce(IV)。该硫化锌锂电池放电时,负极材料晶胞组成变化如图所示:
①化学式中,_______。
②ZnS晶胞中,填充在构成的部分正四面体空隙中,和之间的核间距为apm,设为阿伏加德罗常数的值,则晶体密度为_______(列出计算式,ZnS的摩尔质量为)。
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2024年下学期桃源县第一中学高三年级11月模块考试
化学试题
时长:75分钟 总分:100分
一、单选题(每小题2分,共42分)
1. 化学与生产生活息息相关。下列说法错误的是
A. 推广使用可降解塑料聚乳酸,能减少白色污染
B. 用热的纯碱溶液可清洗衣物上的汽油污渍
C. 氯碱工业中,可用浓氨水检查氯气管道是否泄漏
D. 汽车防冻液的主要成分为乙二醇,其沸点高的原因是易形成分子间氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚乳酸含酯基,能水解,可降解,使用聚乳酸塑料能减少白色污染,A正确;
B.汽油不能和碳酸钠溶液反应,也不溶于碳酸钠溶液,不能用热的纯碱溶液清洗衣物上的汽油污渍,B错误;
C.氨气遇到氯气会产生白烟,故氯碱工业中,可用浓氨水检查氯气管道是否泄漏,C正确;
D.汽车防冻液的主要成分为乙二醇,羟基的存在可以形成分子间氢键使其沸点较高,D正确;
答案选B。
2. 下列化学用语正确的是
A. 二氯化二硫()的电子式为:
B. 基态的价层电子的轨道表示式为
C. 一元弱酸的结构式为
D. 的键的原子轨道重叠图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氯化二硫的结构式为Cl-S-S-Cl,两个硫原子间为单键,共用一对电子,电子式应为,A错误;
B.基态的价层电子排布式为3d24s2,其价层电子的轨道表示式应为,B错误;
C.H3PO2为一元弱酸,即分子中只有一个羟基,故其结构式应为,C正确;
D.当两个氯原子相互靠近时,它们含有未成对电子的3p原子轨道相互重叠,形成键,原子轨道重叠图为,D错误;
故本题选C。
3. 氮及其化合物部分转化关系如下,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标况下,2.24LY中所含质子总数为
B. 常温常压下,4.6gZ中含有的分子数为
C. 1L0.1mol/L溶液完全水解后形成0.1mol胶体粒子
D. 1.0mol与在光照下反应生成反应1.0mol
【答案】A
【解析】
【分析】由题给流程控制,催化剂作用下氨气与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮,则X为一氧化氮;一氧化氮在还原酶Ⅰ的作用下转化为一氧化二氮,一氧化二氮在还原酶Ⅱ的作用下转化为氮气,则Y为一氧化二氮;一氧化氮与氧气反应生成一氧化二氮,则Z为二氧化氮;氨气与一氧化氮一定条件下反应生成氮气。
【详解】A.标准状况下,2.24L一氧化二氮分子中含有的质子数为×22×NAmol—1=2.2NA,故A正确;
B.常温常压下,二氧化氮会转化为四氧化二氮:,则4.6g二氧化氮中含有的分子数为小于×NAmol—1=0.1NA,故B错误;
C.氢氧化铁胶体是粒子的聚合体,则1L0.1mol/L氯化铁溶液完全水解后形成氢氧化铁胶体粒子的物质的量小于0.1mol ,故C错误;
D.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种,则1mol甲烷与氯气光照条件下反应生成一氯甲烷的物质的量小于1mol,故D错误;
故选A。
4. 下列实验装置或操作不正确的是
A. 图1测定中和热 B. 图2验证铁的吸氧腐蚀
C. 图3催化效率:酶>硫酸 D. 图4验证反应正向是放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.题给装置在隔热保温条件下,通过测定溶液中温度变化可以达到测定中和热的实验目的,故A正确;
B.具支试管中氧气的物质的量减小,气体压强减小,导管中液面上升说明铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀,则题给装置能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的,故B正确;
C.两个烧杯中溶液的温度不同、催化剂不同,不符合探究实验变量唯一化原则,则题给装置不能达到探究酶和硫酸的催化效率的实验目的,故C错误;
D.放入热水中的盛有二氧化氮的圆底烧瓶的颜色变深,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,则题给装置能达到验证正向是放热反应的实验目的,故D正确;
故选C。
5. 下列方程式书写不正确的是
A. 用处理含废水:
B. 实验室用萤石()制备氢氟酸:
C. 溶液为绿色:
D. 加CuO除去硫酸铜溶液中少量的:
【答案】A
【解析】
【详解】A.具有氧化性,能将氧化为S单质,反应的离子方程式为:,若过量还会继续发生反应:,A错误;
B.实验室用萤石制备氢氟酸,是利用“高沸点酸制备低沸点酸”的原理,采用萤石与浓硫酸反应生成HF和,反应的化学方程式为:,B正确;
C.溶液呈现绿色的原因主要是由于溶液中存在两种离子:蓝色的水合铜离子和黄色的四氯合铜离子,两者存在平衡:,两者同时存在使其溶液呈绿色,C正确;
D.含的溶液因其水解成酸性:,加入CuO后可以消耗:,使其水解平衡正向移动,将转化为沉淀而除去,总反应的离子方程式为:,D正确;
故选A。
6. 已知,速率方程为,其中k为速率常数,只与温度、催化剂、固体接触面积有关,与浓度无关;n为该反应级数,可以为正数、0、负数;起始浓度消耗一半的时间叫半衰期,在某催化剂表面上分解的实验数据如表:下列说法错误的是
t/min
0
10
20
30
40
50
60
0.30
0.25
0.20
a
0.10
0.05
0.00
A. 该反应为0级反应
B. 该反应速率常数为
C. 表格中的
D. 若起始浓度为,半衰期为60min
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据表格中的数据,浓度变化与时间成正比,即速率是一个常数,说明,该反应是零级反应,故A正确;
B.该反应速率是一个常数,故n=0,可知v=k=,故B错误;
C.根据表格中的数据,浓度变化与时间成正比,每过10min浓度减小0.05mol/L,故a=0.15,故C正确;
D.设起始浓度为cmol/L,由半衰期可知,半衰期与起始浓度成正比,表中起始浓度为0.3mo/L时,半衰期为30min,若起始浓度为0.6mol/L,则半衰期为60min,故D正确;
故选B。
7. 在一体积可变的密闭容器加入足量的Mn3C固体,并充入0.1molCO2,发生反应Mn3C(s)+CO2(g)3Mn(s)+2CO(g)。已知:CO与CO2平衡分压比的自然对数值[ln]与温度的关系如图所示(已知:平衡分压=总压×物质的量分数,Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数)。下列说法正确的是
A. 该反应ΔH<0
B. 缩小容器体积有利于提高CO2的平衡转化率
C. X点反应达到平衡时,则CO2的转化率为66.7%
D. 假设1050K时,X点反应达到平衡时容器的总压强为akPa,则该温度下Kp为0.5akPa
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图象可知:升高温度,与平衡分压比的自然对数值增大,说明升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故该反应,A错误;
B.该反应的正反应为气体体积增大的反应,缩小容器体积,导致体系的压强增大,平衡逆向移动,不利于提高的平衡转化率,B错误;
C.X点反应达到平衡时,,则,,,开始时,假设参加反应的物质的量为x,则,,,则的转化率为,C错误;
D.时,X点反应达到平衡时,由于容器的总压强为,则,该温度下,D正确;
故选D。
8. 近期我国科技工作者设计了一套高效光电化学燃料电池,其工作原理如下图所示(忽略溶液体积的变化)。光照时,“光催化电极a”会产生(e-)和空穴(h+),下列说法错误的是
A. 该装置实现了光能和化学能到电能的转化
B. 负极反应式为
C. 电池工作时,溶液中的稀硫酸浓度不变
D. 电池工作时,溶液中的H+会从左向右迁移
【答案】C
【解析】
【分析】由光照时,“光催化电极a”会产生(e-)和空穴(h+)可知,电极a为燃料电池的负极,光照条件下在水分子作用下得到空穴(失去电子)发生氧化反应生成生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为,电极b为正极,酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4H++4e—=2H2O,电池的总反应为2+5O2=8CO2↑+6H2O。
【详解】A.由分析可知,该装置实现了光能和化学能到电能的转化,故A正确;
B.由分析可知,电极a为燃料电池的负极,光照条件下在水分子作用下得到空穴发生氧化反应生成生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为,故B正确;
C.假设转移4mol电子,正极消耗4molH+,同时负极会产生4molH+,但总反应会生成水,因此硫酸的浓度降低,故C错误;
D.由分析可知,电极a为燃料电池的负极,电极b为正极,则电池工作时,溶液中的氢离子会从左向右迁移,故D正确;
故选C。
9. 脱落酸是一种能提高植物抗旱和耐盐力的植物激素,其结构简式如图,下列有关脱落酸的说法不正确的是
A. 存在1个手性碳原子 B. 最多有12个碳原子处于同一平面内
C. 能发生取代、加成、加聚、氧化反应 D. 脱落酸与足量金属钠反应可得到
【答案】D
【解析】
【详解】A.连接4个不同原子或原子团的碳原子是手性碳原子,分子中只有六元环上连接羟基的1个碳原子是手性碳原子,故A正确;
B.任意3个原子一定为平面结构,双键及其连接的原子是平面结构,单键可以旋转,分子中六元环上有3个饱和碳原子,均采取sp3杂化,为四面体结构,,则最多有12个碳原子处于同一平面内,故B正确;
C.脱落酸分子含有羟基、羧基,能发生取代反应,碳碳双键能发生加成、加聚、氧化反应,酮羰基也能发生加成反应,故C正确;
D.1mol脱落酸中含有1mol羟基和1mol羧基,因此1mol脱落酸最多可以和2mol金属钠发生反应生成1molH2,但题中没有具体给出其物质的量,无法计算生成氢气的物质的量,故D错误;
答案选D。
10. 下列说法中不正确的是
A. 已知:,若化学反应速率分别用、、[单位均为表示,则
B. 对于合成氨的反应,在不同条件下测得、、的化学反应速率的数值如下:① ② ③,反应速率由大到小的顺序是①>③>②
C. 不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率
D. 反应经amin后浓度的变化0.4mol/L,在0~amin内用表示的平均反应速率为,则a等于5
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应速率之比等于化学计量数之比,根据所给方程式,v(O2):v(NO)=5:4,则v(O2)=v(NO),A正确;
B.合成氨的反应方程式为N2+3H22NH3,比较化学反应的速率,应转化为同一物质表示并且单位统一才能比较,①, ②, ③,反应速率由大到小的顺序是①>③>②,B正确;
C.固体和纯液体的浓度在反应中保持不变,因此在表示化学反应速率时单位不能是mol/(L⋅min)或者mol/(L⋅s),但若用mol/min或mol/s,即单位时间物质的量的变化,还是可以表示的,故C错误;
D.反应,经amin后浓度的变化0.4mol/L,即O2浓度变化为0.2mol/L,在0~amin内用表示的平均反应速率为,说明对应反应时间为5min,则a等于5,D正确;
故本题选C。
11. 三氯氧钒()主要用作溶剂、烯烃聚合的催化剂。合成原理是 。在密闭反应器中充入足量、和发生上述反应,测得平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列叙述正确的是
A. X代表压强
B.
C. 平衡常数:
D. 其他条件不变,升高温度可使c点向a点迁移
【答案】D
【解析】
【分析】该反应的正反应是气体分子数减小的反应,也是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,氯气平衡转化率降低,所以X代表温度,则Y代表压强。
【详解】A.由分析可知,X代表温度,A错误;
B.相同的温度下,压强越大,氯气的转化率越大,故,B错误;
C.a、b点对应温度相等,平衡常数相等,C错误;
D.其他条件不变,对平衡体系加热,平衡逆向移动,Cl2转化率降低,即c点向a点迁移,D正确;
答案选D。
12. 中国提出二氧化碳排放在2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和。这体现了中国作为全球负责任大国的环境承诺和行动决心。二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一、常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注),下列说法错误的是
A. 二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应
B. 催化剂能改变反应机理,加快反应速率,降低反应热
C. 总反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)
D. 该历程的决速步为HCOO*+4H*=CH3O*+H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.由能量变化图可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量,所以二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应,A正确;
B.催化剂能改变反应机理,加快反应速率,不能改变反应热,B错误;
C.由反应机理和能量变化图可知,总反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),C正确;
D.由能量变化图知,HCOO*+4H*=CH3O*+H2O的活化能最大,反应速率最慢,是该历程的决速步,D正确;
故选B。
13. 氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。下列说法正确的是
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
27
2000
25
400
450
平衡常数K
0.1
0.507
0.152
A. 大气固氮和工业固氮都属于放热反应
B. 常温下大气固氮几乎不可能,而工业固氮很容易进行
C. 450℃,在2L的恒容密闭容器中充入2mol、4mol和2mol,发生工业固氮反应,此时反应向正向进行
D. 工业固氮时温度越低,K值越大,反应速率越快
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题干表中数据可知,大气固氮反应中温度越高,K越大,说明升高温度平衡正向移动,则正反应是一个吸热反应;而工业固氮反应中温度越高,K越小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应是一个放热反应,A错误;
B.常温下,大气固氮的K=(极小),说明反应几乎不进行;工业固氮的K=(极大),说明反应在热力学上容易进行,B正确;
C.450℃时,在2L的恒容密闭容器中充入2mol、4mol和2mol,换算为浓度分别为1mol/LN2、2mol/LH2、1mol/LNH3,此时浓度商为,故反应向正向进行,C正确;
D.合成氨是放热反应,温度越低,有利于平衡向正反应移动,反应的转化率越高,反应越完全,但温度越低反应速率越慢,D错误;
故选BC。
14. 已知T1温度下在容积为10L的密闭容器中发生可逆反应X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+2W(s) ΔH,起始时充入15mol X与15mol Y,10 min时反应达到平衡状态,测得平均速率v(Z)=0.12 mol·L-1·min-1。下列有关说法正确的是
A. T1温度下该反应的平衡常数为2.56
B. 平衡时再充入一定量的X,平衡正向移动,X的转化率增大
C. 若T2>T1,T2时K=1.52,则该反应的ΔH>0
D. 若其他条件不变,T3温度下,K=1.96,则Y的平衡转化率约为41.3%
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据Z的反应速率,可求得平衡时,根据化学方程式,可列出三段式计算平衡常数,三段式如下:
,平衡常数,A错误;
B.平衡时再充入一定量的X,平衡正向移动,但X的转化率减小,Y的转化率增大,B错误;
C.升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动;升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,ΔH<0,C错误;
D.T3温度下,K=1.96,设消耗的Y的物质的量浓度为x mol·L-1,列出三段式可得:
,平衡常数,解得x≈0.62,则Y的平衡转化率为,D正确;
答案选D。
15. 五氧化二氮(化学式:)又称硝酐,是硝酸的酸酐,在一定温度下可发生反应: 。某温度下,向恒容密闭容器中充入,发生上述反应,部分实验数据如表所示。下列说法正确的
t/s
0
500
1000
1500
5.000
3.52
2.50
2.50
A. 0~1000s内,
B. 反应达到平衡后,容器中的物质的量分数为10%
C. 反应达到平衡后,保持其他条件不变,加入合适的催化剂,变小
D. 该温度下,反应的平衡常数
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~1 000 s内,由反应速率之比等于系数比,,A错误;
B.反应达到平衡后,,可得三段式,则容器中O2的物质的量分数为,B错误;
C.反应达到平衡后,保持其他条件不变,加入合适的催化剂,只改变反应速率,不影响反应热,ΔH不变,C错误;
D.平衡时、、,该温度下,反应的平衡常数,D正确;
故选D。
16. 向某恒容密闭容器中充入等物质的量的和,发生如下反应:,测得不同温度下的转化率与时间的关系如图所示。其速率方程为,(、是速率常数,只与温度有关)。下列说法错误的是
A. 该反应的
B. M点:
C. 升高温度,增大的倍数大于增大的倍数
D. 时,若平衡体系中,则
【答案】C
【解析】
【详解】A.在其它条件相同时,温度越高,反应速率越快,达到平衡所需时间就越短。由图可知,温度:,则升高温度,PCl3的平衡转化率降低,说明化学平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应是放热反应,,A正确;
B.根据图可知:在M点反应还未达到平衡状态,反应正向进行,,即,得,B正确;
C.该反应的正反应是放热反应,在其它条件不变时,升高温度,化学平衡逆向移动,说明增大的倍数小于增大的倍数,C错误;
D.时,平衡时,则,若平衡体系中,假设投料PCl3(g)和Cl2(g)均为,此时PCl3(g)转化率为80%,则反应PCl3(g)、生成LPCl5(g),则,D正确;
故选C。
17. 二甲醚()催化制备乙醇主要涉及两个反应:反应I: 反应Ⅱ: 在CO、、的原料比固定及体系压强不变的条件下,同时发生反应I、Ⅱ,平衡时部分物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应可能为吸热反应
B. 温度高于600K时,温度对反应I的影响大于对反应Ⅱ的影响
C. 由图可知,随着温度的升高,的平衡转化率先增大后减小
D. 其他不变,延长反应时间或选用对反应Ⅱ催化性能更好的催化剂都能提高平衡混合物中乙醇含量
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,反应为反应Ⅰ和反应Ⅱ两个反应式相加所得,则由盖斯定律可得,该总反应的,所以该反应为放热反应,A错误;
B.反应Ⅰ、Ⅱ均为放热反应,升高温度,反应Ⅰ、Ⅱ平衡均逆向移动,由图可知,温度高于600K时,的物质的量分数随温度升高而逐渐减小,说明反应Ⅰ的逆反应消耗的量大于反应Ⅱ的逆反应生成的量,则温度高于600K时,反应Ⅰ逆向进行程度大于反应Ⅱ逆向进行程度,即温度对反应I的影响大于对反应Ⅱ的影响,B正确;
C.由图可知,随温度升高的物质的量分数一直在减小,说明反应Ⅱ一直在逆向进行,则的平衡转化率一直减小,C错误;
D.温度不变时,平衡常数不变,延长反应时间不会影响平衡状态,平衡混合物中乙醇的含量不变,选用对反应Ⅱ催化性能更好的催化剂只会加快反应速率,不能使平衡发生移动,不影响平衡混合物中乙醇的含量,D错误;
故选B。
18. CO歧化: , 裂解: ,催化重整的反应过程中,还发生积炭反应,积炭的存在会使催化剂失活。积炭反应中,温度和压强与平衡炭量的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 图中压强
B. 表示温度和压强对裂解反应中平衡炭量影响的是图b
C. 重整反应
D. 在重整反应中,低温、高压时会有显著积炭产生,积炭主要由CO歧化反应产生
【答案】D
【解析】
【详解】A.由方程式可知,一氧化碳岐化反应为放热反应,甲烷的裂解反应为吸热反应,由图a可知,积炭反应为甲烷的裂解反应,该反应为气体体积增大的反应,温度一定时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡炭量减小,则压强P1、P2、P3依次增大,A错误;
B.甲烷的裂解反应为吸热反应,压强一定时,升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡炭量增大,则图b不符合平衡移动原理,B错误;
C.将题给反应编号设为①②,反应②-①得到重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),则反应=(+75kJ/mol)-(﹣172kJ/mol)=+247kJ/mol, C错误;
D.在重整反应中,低温、高压时会促进CO歧化反应正向移动,同时会使CH4裂解的平衡逆向移动,则积炭主要由一氧化碳岐化反应产生,D正确;
故选D。
19. 氧化制取的新路径,其反应为:
反应I:
反应II:
一定条件下,向容积为1.0L的容器中通入2mol和3mol,若仅考虑上述反应,平衡转化率和平衡时的选择性随温度、压强变化的关系如图所示,、代表不同压强下乙烷的平衡转化率。下列说法不正确的是【已知:的选择性】
A. 压强
B. 一定温度下,增大会降低的平衡转化率
C. 反应I-反应II得到反应:
D. 压强为、温度为T时,反应达平衡时,混合气体中
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应I和反应II反应前后气体分子数都增大,相同温度下,压强增大均有利于二者平衡逆移,乙烷的转化率减小,由图像可知,在任意温度下均为L2对应的乙烷转化率低,因此L2对应的压强更大,A正确;
B.一定温度下,增大可理解为增多,由于为可逆反应,增多的无法完全转化,则转化率降低,B正确;
C.由方程式可知,,,D正确;
D.同一容器内的多平衡体系,相同组分的平衡浓度相同,根据题意和分析,压强为L1温度为T时,设生成乙烯xmol,氢气3ymol,列三段式计算:
则,,解得,,所以平衡时,,,,,,平衡时混合气体中,D错误;
答案选D。
20. 铜一铁催化剂可催化分解转化为氢气,反应为 。往体积为2L的密闭容器中加入4mol。图中曲线a、b分别表示在铜一铁催化剂I的作用下、时及时随时间的变化;曲线c表示在铜一铁催化剂Ⅱ的作用下,时随时间的变化。以下说法正确的是
A.
B. 其他条件不变,充入Ar,曲线b的平台下移
C. 时,
D. 铜一铁催化剂Ⅱ的催化效果更好
【答案】D
【解析】
【详解】A.在铜-铁催化剂I的作用下,0~5min时间内,a曲线在T1时消耗NH3的物质的量为1mol,根据反应式可知生成H2的物质的量为1.5mol,b曲线在T2时生成H2的物质的量为2mol,即T2时生成H2的量较大,则T2时反应速率较快,其他条件相同时,温度越高,反应速率越快,故温度:T1<T2,A错误;
B.其他条件不变,充入Ar,各反应组分的浓度均不变,平衡不移动,则曲线b的平台不变, B错误;
C.根据曲线c,T1下平衡时生成n(N2)=1mol,则平衡时:c(N2)=,c(H2)= ,c(NH3)= ,则, C错误;
D.曲线a条件:T1和铜-铁催化剂I,曲线c条件:T1和铜-铁催化剂Ⅱ,由图可知,在相同温度下,使用催化剂Ⅱ时,反应达到平衡所需时间更短,所以铜-铁催化剂Ⅱ的催化效果更好,D正确;
故答案选D。
21. 已知:按起始投料比加入反应物,测得的平衡转化率(实线)和催化剂催化效率(虚线)受温度的影响如下图所示。下列说法不正确的是
A. 350℃时,b点状态下
B. 生成乙烯的速率c点一定大于a点
C. d→e,催化效率降低是由于温度升高引起催化剂失活
D. a点乙烯的体积分数约为7.7%
【答案】B
【解析】
【详解】A.时,b点转化率大于相同温度时的平衡转化率,平衡应该逆向移动,所以状态下,故A正确;
B.温度升高反应速率加快,但是催化剂的催化效率随温度升高先升高后降低,c点催化剂的效率低于a点,乙烯的生成速率c点不一定大于a点,故B错误;
C.由图像知,d→e温度升高,催化效率降低,催化效率降低是由于温度升高引起的,故C正确;
D.已知起始投料比n(H2):n(CO2)=3:1,a点CO2平衡转化率50%,可以列出三段式,故a点乙烯的体积分数为,故D正确;
答案选B。
二、填空题(每空1-2分,共58分)
22. 硫化氢既是一种污染环境的有害气体,也是一种可以转换合成为多种化工产品的硫资源,合理地利用这部分硫资源对环境保护及提高能源经济效益都非常重要。
I.硫化氢和甲烷重整制氢气是硫化氢利用的一种新途径。
该途径主反应为:
副反应:
(1)在一定温度下的恒容密闭容器中发生该反应,下列能说明反应已达平衡状态的有_______(填标号)。
a.
b.
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)实验测得主反应,(、是速率常数,只与温度有关)。
①主反应的化学平衡常数K与速率常数、的关系:_______。
②反应达平衡后,仅升高温度,增大的倍数_______(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
③若在1L的恒容密闭容器中充入1mol和1mol,在一定温度下只发生主反应,达到平衡时,为0.85mol,则的转化率为_______,_______(请写出计算式)。
(3)在反应温度为950℃、进料和的物质的量之比为时,转化率可达90%,但4h后催化剂也迅速失活。其原因为_______。
Ⅱ.硫化氢回收制硫黄是硫化氢利用的另一种途径。和在硫酸铝溶液中发生反应:。探究硫化氢转化率的影响因素,其他条件相同时,的转化率随投料比的变化如图1所示,的转化率随温度的变化如图2所示。
(4)该工艺的最优条件为_______。
(5)当温度升高至80℃时,的转化率下降,从溶解度分析其原因可能为_______。
【答案】(1)c (2) ①. ②. > ③. 30% ④.
(3)甲烷分解,催化剂表面积碳增多导致催化剂性能衰退
(4)投料比为2,温度为60℃
(5)温度过高,和在盐溶液中溶解度减小,导致转化率下降
【解析】
【小问1详解】
a.对于反应,当达到平衡时,所以当反应不是平衡状态,a错误;
b.,不能体现各物质浓度不再发生改变,无法判断是否达到平衡,b错误;
c.根据方程式可以看出反应前后气体系数总和不相等,混合气体质量不变,混合气体的平均摩尔质量是变量,所以当混合气体的平均摩尔质量保持不变时,能说明反应已达平衡状态,c正确;
故选c。
【小问2详解】
①达到平衡状态时,主反应有,则,所以。
②反应达平衡后,仅升高温度,正、逆反应速率都增大,但该反应是吸热反应,所以平衡正向移动,则增大的倍数>增大的倍数。
③若在1L的恒容密闭容器中充入1mol和1mol,在一定温度下只发生主反应,达到平衡时,为0.85mol,列三段式进行计算如下:
所以的转化率为,容器体积为1L,所以。
【小问3详解】
在反应温度为950℃,甲烷分解生成C单质会在催化剂表面积累,导致催化剂性能衰退,催化剂失去活性,故原因为:甲烷分解,催化剂表面积碳增多导致催化剂性能衰退。
【小问4详解】
由图1可知其它条件相同时,投料比为2时H2S的转化率最高,由图2可知,其它条件相同时,温度为60℃时转化率最高,因此该工艺的最佳条件为:投料比为2,温度为60℃。
【小问5详解】
温度升高,气体的溶解度减小,所以升高到80℃时,的转化率下降,从溶解度分析其原因可能为:温度过高,和在盐溶液中溶解度减小,导致转化率下降。
23. 硫脲在药物制备、金属矿物浮选等方面有广泛应用。实验室中可先制备,然后再与合成,实验装置(夹持及加热装置略)如图所示。回答下列问题:
已知:易溶于水,易被氧化,受热时部分发生异构化生成。
实验(一):制备硫脲。
(1)装置B中饱和NaHS溶液的作用是_______。
(2)检查装置气密性后加入药品,打开,通入一段时间,再打开,当观察到_______时,再打开。
(3)完成(2)中操作后,水浴加热装置D,在80℃条件下合成硫脲,控制温度在80℃的原因是_______;装置D中除生成硫脲外,还生成一种碱,写出该过程D中发生反应的化学方程式:_______。
实验(二):探究硫脲的性质。
(4)①取少量溶于水,加热至150℃,一段时间后再冷却至室温,滴加_______,可检验是否有生成。
②取少量溶于NaOH溶液,加入溶液,过滤,洗涤,得到黑色固体,由此推知,在碱性条件下会生成_______(填离子符号)。
③取少量溶液通过如图实验验证被酸性溶液氧化的产物。关闭K,发现电流计指针偏转;一段时间后,左烧杯中酸性溶液褪色,右烧杯中产生两种无毒气体,其溶液经检验有生成,则石墨电极上的反应式为_______。
实验(三):硫脲的质量分数的测定。
(5)装置D反应后的液体经分离、提纯、烘干可得产品。测定产品的纯度:称取mg产品,加水溶解配成250mL溶液,取25mL于锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用cmol/L酸性标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液VmL。则样品中硫脲的质量分数为_______(用含m、c、V的代数式表示)。
【答案】(1)除去H2S中混有的HCl(或除去HCl)
(2)装置E中出现黑色沉淀
(3) ①. 温度过高,硫脲会部分发生异构化反应;温度过低,反应速率缓慢 ②.
(4) ①. FeCl3溶液(或其他含Fe3+的溶液) ②. S2- ③.
(5)
【解析】
【详解】(1)装置B中饱和NaHS溶液的作用是除去中混有的HCl。
(2)因为硫脲易被氧化,所以反应开始时,先打开,通入一段时间,再打开,当观察到装置E中出现黑色沉淀时,说明装置D中反应已完全,再打开。
(3)根据已知信息,温度过高,硫脲会部分发生异构化反应;温度过低,反应速率缓慢;由信息可知,反应方程式为。
(4)①检验是否有生成,可以加入溶液或其他含的溶液,若溶液变红,则说明有生成。
②加入溶液,过滤,洗涤,得到黑色固体,该黑色固体应该是CuS,说明在碱性条件下会生成。
③根据以上信息可知,石墨电极方程式为。
(5)用c mol⋅L酸性标准溶液滴定,滴定至终点时消耗酸性标准溶液V mL,消耗的物质的量为mol,根据反应:可知,m g产品中的物质的量为mol,则样品中硫脲的质量分数为。
24. 化合物I合成相关流程如图所示。回答下列问题:
已知:①已知A为芳香化合物。
②
③RCHO
(1)A所含官能团的名称是_______。
(2)C→D反应方程式_______。
(3)由F生成G的反应类型是_______。
(4)已知I的分子中:①含有三个六元环;②不含甲基;③含有两个羰基。I的结构简式为_______。
(5)同时满足以下条件的C的同分异构体有_______种。
①含有苯环,且苯环上有三个取代基;②能发生银镜反应;
其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为的同分异构体的结构简式为_______。(写一种)
(6)结合信息,设计用甲苯和乙醛为原料制备的合成路线,其他无机试剂任选_______。
格式如:AB目标产物
【答案】(1)醛基 (2)2
(3)氧化反应 (4)
(5) ①. 16 ②. 或
(6))
【解析】
【分析】已知A为芳香化合物,根据已知信息A和乙醛反应生成B,则A为苯甲醛,B和、反应生成C,C催化氧化生成D,E和氢气发生加成反应生成F:,F在酸性重铬酸钾作用下羟基被氧化为羰基得到G,D和G发生加成反应生成H,H生成I。
【小问1详解】
由分析,A为苯甲醛,含官能团的名称是醛基;
【小问2详解】
C中羟基可以被催化氧化为羰基得到D,反应为:2;
【小问3详解】
F为醇,醇被酸性重铬酸钾氧化为酮,则F生成G的反应类型是氧化反应;
【小问4详解】
根据H和I的分子式相同,I的分子中:①含有三个六元环;②不含甲基;③含有两个羰基,说明甲基和其中一个羰基形成环状,根据分子式,应为H结构中环上的羰基变为了羟基,即I的结构简式为。
【小问5详解】
C的同分异构体同时满足以下条件:①含有苯环,且苯环上有三个取代基;②能发生银镜反应;说明含有醛基,则可能有两个甲基,一个,当两个甲基在邻位,有两种结构,当两个甲基在间位,有三种结构,当两个甲基在对位,有一种结构;还可能含有一个甲基、一个乙基、一个醛基,当甲基和乙基在邻位,有四种结构,当甲基和乙基在间位,有四种结构,当甲基和乙基在对位,有两种结构,因此共种结构;其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为,则应存在2个甲基且结构对称,同分异构体的结构简式为:或;
【小问6详解】
用甲苯和乙醛为原料制备的合成方法是甲苯和氯气光照生成,在氢氧化钠溶液加热反应生成,和乙醛在稀碱作用下反应生成,其合成路线为:。
25. 碳酸铈[]是一种稀土材料,工业上常以氟碳铈矿(主要成分为、BaO、)为原料制备碳酸铈,其工艺流程如图所示:
已知:
①“酸浸”后铈元素主要以的形式存在;
②在空气中易被氧化为,两者均能形成氢氧化物沉淀。
(1)“焙烧”时,从焙烧室的底部通入空气的目的是_______。
(2)“滤渣1”的主要成分为_______。
(3)“还原”时,加入硫脲()的目的是将还原为,硫脲被氧化为。
①该反应的离子方程式为_______。
②硫脲属于_______(填“极性”或“非极性”)分子,该分子中键角_______(填“>”“<”或“=”)
(4)“碱转酸浸”在加入盐酸后,通常还需加入另一种化学试剂X,根据题中信息推测,加入X的作用为_______。
(5)某研究小组利用硫化锌锂电池电解含Ce(II)的溶液,可将Ce(II)转化为Ce(IV)。该硫化锌锂电池放电时,负极材料晶胞组成变化如图所示:
①化学式中,_______。
②ZnS晶胞中,填充在构成的部分正四面体空隙中,和之间的核间距为apm,设为阿伏加德罗常数的值,则晶体密度为_______(列出计算式,ZnS的摩尔质量为)。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使焙烧更充分
(2)和
(3) ①. ②. 极性 ③. >
(4)防止被氧化
(5) ①. 1.5 ②.
【解析】
【分析】氟碳铈矿(主要成分为、BaO、)焙烧后,Ce元素被氧化,得到、,之后用稀硫酸浸取,得到的滤渣1为难溶物和,滤液中主要含有等,相继加入硫脲,根据题目已知信息可知Ce元素被还原为Ce3+,加入硫酸钠,价Ce元素转化为固体滤渣,依次加入NaOH溶液和稀盐酸,得到含的溶液,然后向溶液中加入碳酸氢铵,与结合得到沉淀。
【小问1详解】
“焙烧”时,从焙烧室的底部通入空气可以增大反应物的接触面积,使焙烧更充分;
【小问2详解】
由分析可知,滤渣1是难溶于硫酸的二氧化硅,BaO与硫酸反应生成的硫酸钡沉淀,所以滤渣1是和;
【小问3详解】
①“还原”时,加入硫脲()的目的是将还原为,硫脲被氧化为,离子方程式为:;
②硫脲()分子中含有硫原子和氮原子,硫原子和氮原子的电负性不同,使得硫脲分子中正负电荷中心不重合,因此硫脲是极性分子。同一分子中键的斥力大,因此该分子中键角;
【小问4详解】
由题目信息在空气中易被氧化为,“碱转酸浸”在加入盐酸后,还需加入另一种化学试剂X防止被氧化;
【小问5详解】
①根据左侧晶胞进行计算,硫离子数目为:,阳离子总数为7,则,所以,结合化合价之和为0得到,求得;
②右侧晶胞中硫离子个数:,锌离子个数:4,设晶胞边长为x,和之间的核间距为apm,所以,所以,所以晶胞密度。
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