内容正文:
扬州中学高三下学期化学自主学习效果评估
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 S-32 Cl-35.5 Ni-59 Zn-65
一、单项选择题:共13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. “绿色、智能、节俭、文明”的第19届亚运会在杭州圆满闭幕。下列说法不正确的是
A. 会场“莲花碗”采取自然采光方式有利于实现“碳中和”
B. 吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分中含有晶体硅
C. 氢燃料汽车使用的燃料电池是将化学能转化为电能
D. 火炬“薪火”的燃料“零碳甲醇”是用CO2和H2合成的,“零碳甲醇”使用时不生成CO2
【答案】D
【解析】
【详解】A.会场“莲花碗”采取自然采光方式,充分利用了太阳光,节省能源,有利于实现“碳中和”,A正确;
B.硅是半导体材料,所以吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为硅,B正确;
C.燃料电池是化学电池,可将化学能转化为电能,C正确;
D.因为火炬“薪火”的燃料“零碳甲醇”是用CO2和H2合成的,所以使用“零碳甲醇”燃烧时依然会生成CO2,D错误;
故选D。
2. 下列化学用语表述不正确的是
A. 次氯酸钠的电子式:
B. 固体HF中的链状结构:
C. 基态Fe2+的电子排布式:[Ar]3d54s1
D. 的模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.次氯酸钠是离子化合物,O原子得到Na原子失去的一个电子,O和Cl原子再形成一对共用电子,则次氯酸钠的电子式为:,A正确;
B.在固体HF中,一个HF分子中的氢原子与另一个HF分子中的氟原子之间形成分子间氢键,多个HF分子通过氢键作用连接成链状结构:,B正确;
C.铁是26号元素,铁的基态原子电子排布为:,则亚铁离子的电子排布式为:,C错误;
D.的中心原子S周围的价层电子对数为:3+=4,有1对孤电子对,则的模型为:,D正确;
故选C。
3. 实验室制备水合肼()溶液的反应原理为,能与剧烈反应。下列装置和操作能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取
B. 用装置乙制备溶液
C. 用装置丙制备水合肼溶液
D. 用装置丁分离水合肼和混合溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓盐酸与二氧化锰制取氯气需要加热,A装置不满足条件,A不符合题意;
B.氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠,B装置可达到实验目的,B符合题意;
C.氨气可被次氯酸钠氧化,反应剧烈,NaClO过量,可氧化生成的N2H4·H2O,应将NaClO注入氨水,C装置不能达到实验目的 ,C不符合题意;
D.N2H4·H2O沸点较低,溶于水,应该采取蒸馏的方式提纯,蒸馏时温度计测定馏分的温度、冷凝管中冷水下进上出,D装置不能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
4. 黑火药主要成分是硫磺、硝酸钾和木炭,能发生剧烈的氧化还原反应。下列说法正确的是
A. 半径:r(K+)>r(S2-) B. 第一电离能:I1(N)>I1(S)
C. 电负性: D. 稳定性:H2S>H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.S2-、K+具有相同的核外电子排布,且K的核电荷数比S的大,故半径大小:r(S2−)>r(K+),A错误;
B.同一周期元素,从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,N、O为同一周期元素,N的2p轨道电子半充满较稳定,第一电离能:I1(N)>I1(O),O、S为同一主族元素,从上往下第一电离能逐渐减小,第一电离能:I1(O)>I1(S),则第一电离能:I1(N)>I1(S),B正确;
C.C、O为同一周期主族元素,从左往右元素电负性依次增强,即电负性大小:,C错误;
D.已知O的非金属性强于S,元素非金属性越强,简单氢化物越稳定,故气态氢化物稳定性:H2O>H2S,D错误;
故答案为:B。
阅读下列材料,完成下面小题。
催化反应广泛存在,如植物光合作用、铁触媒催化合成氨、合成火箭燃料N2H4 (液态,燃烧热为622kJ/mol)、铜催化重整CH4和H2O制H2和CO等。催化剂有选择性,如酸性条件下锑电催化还原CO2,生成HCOOH的选择性大于CO,通过选择性催化还原技术,NH3将柴油车尾气中的NO2转化为N2。
5. 下列说法不正确的是
A. 植物光合作用过程中,酶能提高CO2和H2O分子的能量使之成为活化分子
B. NH3将NO2转化为N2的反应中催化剂能加快化学反应速率
C. 酸性条件下锑电催化还原CO2时,HCOOH的生成速率大于CO
D. 铁触媒催化合成氨的反应中,铁触媒能减小反应的活化能
6. 下列化学反应表示正确的是
A. N2H4的燃烧:
B. CH4和H2O催化重整制H2和CO:
C. 锑电催化还原CO2生成HCOOH的阴极反应:
D. NH3将柴油车尾气中的NO2无害化:
7. 下列有关反应描述不正确的是
A. 合成氨温度选择400~500℃的原因之一是铁触媒在该温度范围内活性大
B. 铁触媒催化合成氨时,铁触媒提高了单位时间内N2的转化率
C. 催化重整CH4和H2O制H2时,H2在催化剂铜表面脱附过程的ΔS<0
D. CO2转化为HCOOH时,C原子轨道的杂化类型发生了变化
【答案】5. A 6. B 7. C
【解析】
【5题详解】
A.植物光合作用过程中,酶为催化剂,能降低反应活化能,增大该反应的活化分子百分数,加快反应速率,A错误;
B.催化剂能降低反应活化能,增大该反应的活化分子百分数,加快化学反应速率,B正确;
C.已知,酸性条件下锑电催化还原CO,生成HCOOH的选择性大于CO,则酸性条件下锑电催化还原CO2生成两种产物的速率:v(CO)<v(HCOOH),C正确;
D.铁触媒能降低活化能,增大该反应的活化分子百分数,加快反应速率,D正确;
故选A;
【6题详解】
A.N2H4的燃烧要生成液态水,正确的热化学方程式:,A错误;
B.CH4和H2O催化重整制H2和CO,结合质量守恒,反应为:,B正确;
C.锑电催化还原CO2生成HCOOH阴极反应为酸性条件下,二氧化碳得到电子发生还原生成甲酸:,C错误;
D.工业尾气中NH3的无害化处理反应生成氮气而不是污染性NO,反应为:,D错误;
故选B;
【7题详解】
A.合成氨温度选择400~500℃的重要原因之一是铁触媒在该温度范围内活性大,利于催化反应进行,A正确;
B.铁触媒催化合成氨时,铁触媒能降低活化能,增大该反应的活化分子百分数,提高了单位时间内N2的转化率,B正确;
C.H2在催化剂Cu表面脱附过程为物质熵增的过程,△S>0,C错误;
D.CO2转化为HCOOH时,C原子轨道的杂化类型由sp杂化转化成,sp2杂化,发生了变化,D正确;
故选C。
8. 下列物质的结构与性质或性质与用途具有对应关系的是
A. 中化学键非常牢固,可用作保护气
B. 乙醇易溶于水,可用于消毒杀菌
C. 浓硫酸具有强氧化性,可用于与反应制
D. 是极性分子,可用于漂白纸浆
【答案】A
【解析】
【详解】A.中化学键非常牢固,因此化学性质稳定,难与其他物质反应,可用作保护气,故A正确;
B.乙醇能使蛋白质变性,从而可用于杀菌消毒,与乙醇易溶于水无关,故B错误;
C.浓硫酸具有强酸性,可与CaF2发生复分解反应产生CaSO4和HF,因此可以用于制HF,属于高沸点酸制备低沸点酸,这与浓硫酸是否具有强氧化性无关,故C错误;
D.SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆,故D错误;
故答案选A。
9. 化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确是
A. X分子中含手性碳原子
B. X转化为的过程中与反应生成
C. 与以物质的量发生加成反应时可得3种产物
D. X、Y可用酸性溶液进行鉴别
【答案】C
【解析】
【分析】与CH3MgBr反应生成,发生水解反应得到。
【详解】A.手性碳原子连有四个不一样的基团,X分子中不含手性碳原子,故A项错误;
B.X转化为Y的过程中与CH3MgBr反应生成,故B项错误;
C.Y与Br2以物质的量1∶1发生1,2-加成反应时可得2种产物,发生1,4-加成反应时可得产物,故Y与Br2以物质的量1∶1发生加成反应时可得3种产物,故C项正确;
D.X、Y均含有碳碳双键,均使酸性KMnO4溶液褪色,不可以用酸性KMnO4溶液进行鉴别,故D项错误;
故本题选C。
10. 科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池,双相电解质建立了离子选择性界面,仅允许氯离子迁移,其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 充电时,石墨电极与电源正极相连
B. 充电时,石墨电极上可发生电极反应
C. 放电时,氯离子向锌电极迁移
D. 放电时,理论上电路中每转移2mol电子,锌电极质量增加136g
【答案】D
【解析】
【分析】由题干装置信息可知,放电时石墨电极上为:[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x,[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-,发生还原反应,则为正极,而Zn/ZnCl2电极上电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,发生氧化反应,则为负极,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,放电时石墨电极为正极,故充电时,石墨电极与电源正极相连,A正确;
B.由分析可知,放电时石墨电极上为:[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x,[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-,故充电时,石墨电极上可发生电极反应,B正确;
C.由分析可知,放电时,石墨电极为正极,锌电极为负极,故氯离子向锌电极迁移,C正确;
D.由分析可知,放电时,Zn/ZnCl2电极上电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,理论上电路中每转移2mol电子,则有2molCl-转移到锌电极上,故锌电极质量增加2mol×35.5g/mol=71g,D错误;
故答案为:D。
11. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向FeSO4溶液中先加入KSCN溶液,再加入H2O2溶液,溶液变成红色
还原性:
B
向NaHCO3溶液中加入等浓度、等体积的溶液,出现白色沉淀
结合的能力:
C
向ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀
溶度积:
D
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡,观察现象
非金属性:
A A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向FeSO4溶液中先加入KSCN溶液,再加入H2O2溶液,溶液变成红色,亚铁离子被氧化为铁离子,亚铁离子做还原剂,过氧化氢被还原,证明还原性:,A错误;
B.向溶液中滴入NaHCO3溶液,产生白色沉淀,说明发生了,在该反应中电离出H+、而结合了H+,显然可以说明结合H+的能力比强,B正确;
C.Na2S与硫酸铜直接反应生成CuS沉淀,不发生沉淀的转化,不能比较Ksp,C错误;
D.将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,生成白色胶状物H2SiO3,说明盐酸酸性大于硅酸的酸性,但由于HCl不是Cl元素的最高价含氧酸,所以不能说明Cl的非金属性强于Si,D错误;
故选B。
12. 甘氨酸盐酸盐()可用作食品添加剂,已知:
常温下,用0.1 NaOH标准溶液滴定10mL 0.1(甘氨酸盐酸盐溶液过程中的pH变化如图所示。下列说法不正确的是
A. X点溶液中:
B. Y点溶液中甘氨酸主要以形式存在
C. Z点溶液中:
D. 滴定过程中存在:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于 ,根据电离平衡常数的计算可得,根据图像代入此时的=,得,A正确;
B.由A选项可知,当pH=2.4时,,当pH=9.6时,根据弱酸的电离特点可知一级电离优先于二级电离,所以当pH介于二者之间时,溶液中甘氨酸主要以形式存在,B正确;
C.该等式为电荷守恒,但是阴离子还有Cl-阳离子还有Na+,故正确的电荷守恒应为,C错误;
D.该等式为物料守恒,在中,Cl原子和N原子的关系是1:1,在滴定过程中N以形式存在于溶液中,Cl以离子形式存在,故可得,D正确;
故选C。
13. 在、下,以水蒸气作稀释气,作催化剂,乙苯脱氢生成苯乙烯时会发生反应:
反应I:(主反应)
反应II:(副反应)
反应III:(副反应)
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性随乙苯转化率的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线b代表的产物是苯
B. 加入可改变乙苯的平衡转化率
C. 曲线a下降是由于反应I的平衡逆向移动
D. 增加水蒸气的充入量,可提高乙苯的平衡转化率
【答案】D
【解析】
【分析】苯乙烯是主反应产物,选择性最大,曲线a为苯乙烯;反应I与反应II都是气体分子数增大的反应,随着乙苯转化率提高,因为压强不变,则容器体积增大,各参与反应的气体分压减小,则反应I与反应II平衡正移,但是主反应生成的氢气含量逐渐增大,促使反应Ⅲ正向移动的程度增大,使得甲苯的选择性大于苯的选择性,故曲线b表示甲苯,曲线c表示苯。
【详解】A.由分析可知,曲线b代表的产物是甲苯,A错误;
B.催化剂不能使平衡发生移动,不能改变乙苯的平衡转化率,B错误;
C.由分析可知,随着乙苯转化率提高,甲苯的选择性与苯的选择性都增大,则苯乙烯的选择性减小,但是三个反应的平衡都是正向移动,C错误;
D.随着水蒸气的通入,因为压强不变,则容器体积增大,相当于减小压强,反应I与反应II平衡正移,主反应生成的氢气量增大,促使反应Ⅲ正向移动,所以能提高乙苯的平衡转化率,D正确;
故选D。
二、 非选择题:本题共4小题,共61分。
14. 一种从某铜镍矿(主要成分为等)中回收的流程如图。
(1)基态外围电子的轨道表达式为_______。
(2)“氧压浸出”过程中,加压的目的是_______。
(3)“萃铜”时发生的反应为,适当增大溶液pH有利于铜的萃取,其原因是_______。
(4)“沉铁”过程生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式为_______。
(5)单质镍与碳、镁形成某晶体的晶胞结构如图所示,该晶体中化学式可表示为_______。
(6)“沉镍”时为确保Ni2+沉淀完全,理论上应调节溶液pH≥_______。(已知:25℃时,;;当溶液中时,可认为Ni2+沉淀完全)。
(7)测定粗品的纯度。取3.000g粗品溶于水(滴加几滴稀硫酸)配成100.00mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用的Na2H2Y标准溶液滴定,平均消耗标准溶液25.00mL。计算确定粗品中的纯度_______。(结果保留四位有效数字)。(已知:,写出计算过程)。
【答案】(1) (2)增大氧气的溶解度,加快铜镍矿氧化浸出的化学反应速率
(3)增大溶液,使减小,促进萃取平衡正向进行
(4)
(5)MgNi3C (6)9.3
(7)
【解析】
【分析】向铜镍矿(主要成分为等)中加入O2、H2SO4进行氧压浸出,将铁元素转化为Fe2(SO4)3,镍元素转化为NiSO4、铜元素转化为CuSO4、镁元素转化为MgSO4,硫元素转化为S单质,过滤得到滤渣主要成分为SiO2和S,用铜离子萃取剂萃取出Cu2+,分液得到萃取液,萃余液中主要含有Fe3+、Mg2+、Ni2+,向萃余液中加入Na2SO4和MgO进行沉铁将Fe3+转化为NaFe3(SO4)2(OH)6、过滤出沉淀,向滤液中加入MgO将Ni2+以Ni(OH)2的形成沉淀,最后对Ni(OH)2进行处理制得Ni,母液中主要溶质为MgSO4,据此分析;
【小问1详解】
Cu核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,失去4s能级1个电子、3d能级1个电子形成Cu2+,Cu2+的外围电子排布式为3d9,轨道表达式:;
【小问2详解】
“氧压浸出"通入氧气时加压的目的是增大氧气的溶解度,加快铜镍矿氧化浸出的化学反应速率;
【小问3详解】
“萃铜"时发生的反应为,适当增大溶液,使减小,促进萃取平衡正向移动,提高铜的萃取率;
【小问4详解】
萃余液呈酸性,加入氧化镁调节pH,向萃余液中加入Na2SO4进行沉铁将Fe3+转化为NaFe3(SO4)2(OH)6,“沉铁"过程生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式为;
【小问5详解】
由均摊法,晶胞中Mg个数为,Ni个数为,C个数为1,该晶体中Mg和Ni的原子个数之比为1:3,化学式为MgNi3C;
【小问6详解】
“沉镍"时为确保沉淀完全,此时,由,则溶液,常温下,溶液的pH=-lgc(H+)=-1+lg2+10=9.3;
【小问7详解】
已知:,则n(Ni2+)=n(H2Y2-)=0.1000mol/L×25.00×10-3L=2.5000×10-3mol,粗品中,粗品中的纯度;
15. 化合物F是一种可以保护胃黏膜的新药,其一种合成路线如下:
(1)B中含氧官能团的名称为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)C→D的转化中,X的分子式为(),则X的结构简式为_______。
(4)D→E转化中有机物的溴原子被—OH取代可得到化合物Y,写出满足下列条件的Y的一种同分异构体的结构简式_______。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色;②分子中含有硝基;③苯环上一氯取代物只有一种,核磁共振氢谱中有3个峰。
(5)已知:,请写出以、和为原料制备合成路线流程图____(无机试剂及有机溶剂任选)。
【答案】(1)硝基、酯基
(2)还原反应 (3)
(4)或 (5)
【解析】
【分析】A 中的1个氢原子被硝基取代生成B,B中的硝基被还原生成C中的氨基,C中氨基上的1个氢原子被取代生成D,根据D的结构简式,结合X 的分子式C8H7O2Cl,可推知X的结构简式为,D 中1个氢原子被取代生成E,E中酯基发生水解反应然后脱酸生成F,据此解答。
【小问1详解】
B()中含氧官能团的名称为硝基、酯基;
【小问2详解】
B中的硝基被还原生成C中的氨基,则的反应类型为还原反应;
【小问3详解】
C()中氨基上的1个氢原子被取代生成D,根据D的结构简式(),结合X 的分子式C8H7O2Cl,可推知X的结构简式为:;
【小问4详解】
转化中有机物的溴原子被-OH取代可得到化合物Y,Y的同分异构体满足:①能使溴的四氯化碳溶液褪色,则可能含有碳碳双键或碳碳三键;②分子中含有硝基;③苯环上一氯取代物只有一种,说明苯环上只有一种等效氢;核磁共振氢谱中有3个峰,说明该同分异构体中有3种等效氢,则符合条件的Y的一种同分异构体的结构简式为:或;
【小问5详解】
以CH2(COOC2H5)2、和CH3CH2ONa为原料制备,发生已知信息中的反应生成CH3COCH2CH2COCH3,CH3COCH2CH2COCH3和氢气发生加成生成CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3,CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3和HBr发生取代反应生成CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3,CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3和CH2(COOC2H5)2发生D生成E类型的取代反应生成,再发生E生成F类型的反应得到目标产物,所以合成路线为:。
16. 以方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)为原料制备电池材料和,过程可表示为
已知:①
②
(1)时,“协同浸取”生成和的离子方程式为___________;“协同浸取”时加入可避免生成沉积在矿石表面,其原因是___________。
(2)“沉降分铅”目的是将滤液中的沉降为沉淀。沉降反应的平衡常数___________。
(3)络合萃取剂全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺通过氮原子与形成配位键的方式萃取铅。已知氮原子的电子云密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降,若在氮原子和含氟基团间引入基团配位能力会增强,其原因分别是________。
(4)制备。(难溶于水的黑色晶体)可通过空气氧化制得,制备时溶液的温度和对的产率影响如图所示。请补充完整由净化后的含的滤液制备较纯净的的实验方案:取一定量的含的滤液于三颈烧瓶中,___________,真空40干燥得产品。(必须使用的试剂:空气、蒸馏水、氨水、稀硝酸、溶液。)
【答案】(1) ①. ②. 增大氯离子浓度,有利于平衡正向移动,将溶解
(2)2000 (3)氟的电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与形成配位键能力减弱;氮原子远离氟原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与形成配位键能力增强
(4)加热维持在温度50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH值并维持在8.5左右,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成
【解析】
【分析】方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)在盐酸和氯化钠作用下反应生成S和,过滤,向滤液中加入碳酸锰除掉铁,过滤,沉降分铅,将含铅物质加入硫酸得到硫酸铅,再将含Mn2+的滤液经过一系列过程得到。
【小问1详解】
时,方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)在氯化钠、盐酸作用下反应生成和,则“协同浸取”生成和的离子方程式为;根据已知信息得到,因此“协同浸取”时加入可避免生成沉积在矿石表面,其原因是增大氯离子浓度,有利于平衡正向移动,将溶解;故答案为:;增大氯离子浓度,有利于平衡正向移动,将溶解。
【小问2详解】
利用盖斯定律,将①+②得到 ,则沉降反应的平衡常数;故答案为:2000。
【小问3详解】
氮原子的电子云密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降,氟的电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与形成配位键能力减弱;若在氮原子和含氟基团间引入基团配位能力会增强,氮原子远离氟原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与形成配位键能力增强;故答案为:氟的电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与形成配位键能力减弱;氮原子远离氟原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与形成配位键能力增强。
【小问4详解】
根据图中信息,由净化后的含的滤液制备较纯净的的实验方案:取一定量的含的滤液于三颈烧瓶中,加热维持在温度50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH值并维持在8.5左右,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成,再真空40℃干燥得产品;故答案为:加热维持在温度50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH值并维持在8.5左右,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成。
17. 环氧乙烷(,简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。工业上用乙烯制备EO。
(1)一定条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为_______kJ/mol。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为_______。
(2)乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有:Cl2+H2O=HCl+HClO、CH2=CH2+HClO=HOCH2CH2Cl。法拉第效率FE的定义:FE(B)=×100%。
①若FE(EO)=100%,则溶液b的溶质为_______(化学式)。
②一定条件下,反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时,测得FE(EO)≈70%,S(EO)≈97%。
推测FE(EO)≈70%的原因:若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2,则生成CO2的电极反应方程式为_____,FE(CO2)≈____。经检验阳极放电产物没有CO2,则S(EO)≈97%的可能原因是_____。
【答案】(1) ①. 83 ②. (写EO、AA也可以)
(2) ①. KCl ②. ③. 13 ④. 溶液a与HOCH2CH2Cl反应不完全
【解析】
【小问1详解】
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为(176-93) kJ/mol=83kJ/mol;
②根据图中相对能量,由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为EO(g)=AA(g) ΔH=-102kJ/mol;
【小问2详解】
①若FE(EO)=100%,则说明反应中只有乙烯中碳的化合价发生变化,其它元素化合价没有改变,则溶液b的溶质为KCl;
②若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2,则生成CO2的电极反应方程式为:;设EO的物质的量amol,则转化的乙烯的物质的量为: ,生成EO转移的电子的物质的量为:2amol,此过程转移的电子的总物质的量为,生成CO2的物质的量为:2××3%,生成CO2转移的电子的物质的量为2××3%×6,则η(CO2)= ≈13%;经检验阳极放电产物没有CO2,则S(EO)≈97%的可能原因是溶液a与HOCH2CH2Cl反应不完全;
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扬州中学高三下学期化学自主学习效果评估
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 S-32 Cl-35.5 Ni-59 Zn-65
一、单项选择题:共13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. “绿色、智能、节俭、文明”的第19届亚运会在杭州圆满闭幕。下列说法不正确的是
A. 会场“莲花碗”采取自然采光方式有利于实现“碳中和”
B. 吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分中含有晶体硅
C. 氢燃料汽车使用的燃料电池是将化学能转化为电能
D. 火炬“薪火”的燃料“零碳甲醇”是用CO2和H2合成的,“零碳甲醇”使用时不生成CO2
2. 下列化学用语表述不正确的是
A. 次氯酸钠的电子式:
B. 固体HF中的链状结构:
C. 基态Fe2+的电子排布式:[Ar]3d54s1
D. 的模型:
3. 实验室制备水合肼()溶液的反应原理为,能与剧烈反应。下列装置和操作能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取
B. 用装置乙制备溶液
C. 用装置丙制备水合肼溶液
D. 用装置丁分离水合肼和混合溶液
4. 黑火药主要成分是硫磺、硝酸钾和木炭,能发生剧烈的氧化还原反应。下列说法正确的是
A. 半径:r(K+)>r(S2-) B. 第一电离能:I1(N)>I1(S)
C. 电负性: D. 稳定性:H2S>H2O
阅读下列材料,完成下面小题。
催化反应广泛存在,如植物光合作用、铁触媒催化合成氨、合成火箭燃料N2H4 (液态,燃烧热为622kJ/mol)、铜催化重整CH4和H2O制H2和CO等。催化剂有选择性,如酸性条件下锑电催化还原CO2,生成HCOOH的选择性大于CO,通过选择性催化还原技术,NH3将柴油车尾气中的NO2转化为N2。
5. 下列说法不正确的是
A. 植物光合作用过程中,酶能提高CO2和H2O分子的能量使之成为活化分子
B. NH3将NO2转化为N2的反应中催化剂能加快化学反应速率
C. 酸性条件下锑电催化还原CO2时,HCOOH的生成速率大于CO
D. 铁触媒催化合成氨的反应中,铁触媒能减小反应的活化能
6. 下列化学反应表示正确的是
A. N2H4的燃烧:
B. CH4和H2O催化重整制H2和CO:
C. 锑电催化还原CO2生成HCOOH阴极反应:
D. NH3将柴油车尾气中的NO2无害化:
7. 下列有关反应描述不正确的是
A. 合成氨温度选择400~500℃的原因之一是铁触媒在该温度范围内活性大
B. 铁触媒催化合成氨时,铁触媒提高了单位时间内N2的转化率
C. 催化重整CH4和H2O制H2时,H2在催化剂铜表面脱附过程的ΔS<0
D. CO2转化为HCOOH时,C原子轨道的杂化类型发生了变化
8. 下列物质的结构与性质或性质与用途具有对应关系的是
A. 中化学键非常牢固,可用作保护气
B. 乙醇易溶于水,可用于消毒杀菌
C. 浓硫酸具有强氧化性,可用于与反应制
D. 是极性分子,可用于漂白纸浆
9. 化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中含手性碳原子
B. X转化为过程中与反应生成
C. 与以物质的量发生加成反应时可得3种产物
D. X、Y可用酸性溶液进行鉴别
10. 科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池,双相电解质建立了离子选择性界面,仅允许氯离子迁移,其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 充电时,石墨电极与电源正极相连
B. 充电时,石墨电极上可发生电极反应
C. 放电时,氯离子向锌电极迁移
D. 放电时,理论上电路中每转移2mol电子,锌电极质量增加136g
11. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向FeSO4溶液中先加入KSCN溶液,再加入H2O2溶液,溶液变成红色
还原性:
B
向NaHCO3溶液中加入等浓度、等体积的溶液,出现白色沉淀
结合的能力:
C
向ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀
溶度积:
D
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡,观察现象
非金属性:
A. A B. B C. C D. D
12. 甘氨酸盐酸盐()可用作食品添加剂,已知:
常温下,用0.1 NaOH标准溶液滴定10mL 0.1(甘氨酸盐酸盐溶液过程中pH变化如图所示。下列说法不正确的是
A. X点溶液中:
B. Y点溶液中甘氨酸主要以形式存在
C. Z点溶液中:
D. 滴定过程中存在:
13. 在、下,以水蒸气作稀释气,作催化剂,乙苯脱氢生成苯乙烯时会发生反应:
反应I:(主反应)
反应II:(副反应)
反应III:(副反应)
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性随乙苯转化率的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线b代表的产物是苯
B. 加入可改变乙苯的平衡转化率
C. 曲线a下降是由于反应I的平衡逆向移动
D. 增加水蒸气充入量,可提高乙苯的平衡转化率
二、 非选择题:本题共4小题,共61分。
14. 一种从某铜镍矿(主要成分为等)中回收的流程如图。
(1)基态外围电子的轨道表达式为_______。
(2)“氧压浸出”过程中,加压的目的是_______。
(3)“萃铜”时发生的反应为,适当增大溶液pH有利于铜的萃取,其原因是_______。
(4)“沉铁”过程生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式为_______。
(5)单质镍与碳、镁形成某晶体的晶胞结构如图所示,该晶体中化学式可表示为_______。
(6)“沉镍”时为确保Ni2+沉淀完全,理论上应调节溶液pH≥_______。(已知:25℃时,;;当溶液中时,可认为Ni2+沉淀完全)。
(7)测定粗品的纯度。取3.000g粗品溶于水(滴加几滴稀硫酸)配成100.00mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用的Na2H2Y标准溶液滴定,平均消耗标准溶液25.00mL。计算确定粗品中的纯度_______。(结果保留四位有效数字)。(已知:,写出计算过程)。
15. 化合物F是一种可以保护胃黏膜的新药,其一种合成路线如下:
(1)B中含氧官能团的名称为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)C→D的转化中,X的分子式为(),则X的结构简式为_______。
(4)D→E转化中有机物的溴原子被—OH取代可得到化合物Y,写出满足下列条件的Y的一种同分异构体的结构简式_______。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色;②分子中含有硝基;③苯环上一氯取代物只有一种,核磁共振氢谱中有3个峰。
(5)已知:,请写出以、和原料制备合成路线流程图____(无机试剂及有机溶剂任选)。
16. 以方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)为原料制备电池材料和,过程可表示为
已知:①
②
(1)时,“协同浸取”生成和的离子方程式为___________;“协同浸取”时加入可避免生成沉积在矿石表面,其原因是___________。
(2)“沉降分铅”的目的是将滤液中的沉降为沉淀。沉降反应的平衡常数___________。
(3)络合萃取剂全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺通过氮原子与形成配位键的方式萃取铅。已知氮原子的电子云密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降,若在氮原子和含氟基团间引入基团配位能力会增强,其原因分别是________。
(4)制备。(难溶于水的黑色晶体)可通过空气氧化制得,制备时溶液的温度和对的产率影响如图所示。请补充完整由净化后的含的滤液制备较纯净的的实验方案:取一定量的含的滤液于三颈烧瓶中,___________,真空40干燥得产品。(必须使用的试剂:空气、蒸馏水、氨水、稀硝酸、溶液。)
17. 环氧乙烷(,简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。工业上用乙烯制备EO。
(1)一定条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为_______kJ/mol。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为_______。
(2)乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有:Cl2+H2O=HCl+HClO、CH2=CH2+HClO=HOCH2CH2Cl。法拉第效率FE的定义:FE(B)=×100%。
①若FE(EO)=100%,则溶液b的溶质为_______(化学式)。
②一定条件下,反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时,测得FE(EO)≈70%,S(EO)≈97%。
推测FE(EO)≈70%的原因:若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2,则生成CO2的电极反应方程式为_____,FE(CO2)≈____。经检验阳极放电产物没有CO2,则S(EO)≈97%的可能原因是_____。
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