内容正文:
高一化学下学期期中模拟卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32
一.工业制取硫酸(12分)
1.硫酸是工农业生产的重要化工原料。以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如下图所示。
(1)燃烧前,黄铁矿需粉碎,目的是 。
(2)黄铁矿燃烧主要经过以下两个过程:
I.分解:;
Ⅱ.燃烧:、 。
(3)实验发现,在二氧化硫与氧气的反应中,无论怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧化硫,原因是 。
(4)空气中二氧化硫的简易测定方法如下图所示。
①准确移取碘溶液,注入测定装置的试管中,加入滴淀粉溶液,此时溶液呈 色。
②连接仪器,在测定地点慢慢抽气,每次抽气,直到溶液的颜色全部褪尽为止,共抽气n次。空气中二氧化硫的含量为 。
③若空气中二氧化硫的允许含量以为标准,则抽气次数 次才符合标准,否则超标。
【答案】(1)增大固体与空气的接触面积,加快反应速率,使黄铁矿充分燃烧(2分)
(2)(2分)
(3)该反应为可逆反应,有一定限度(2分)
(4) 蓝(2分) (2分) 80(2分)
【解析】(1)燃烧前,为了充分反应,提高原料利用率,因此黄铁矿需粉碎,其目的是增大固体与空气的接触面积,加快反应速率,使黄铁矿充分燃烧。
(2)分解生成的S2和氧气反应生成二氧化硫即方程式为。
(3)实验发现,在二氧化硫与氧气的反应中,无论怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧化硫,原因是根据方程式分析,该反应为可逆反应,有一定限度。
(4)①准确移取5mL5×10-4mol/L碘溶液,注入测定装置的试管中,加入2~3滴淀粉溶液,单质碘遇淀粉变为蓝色,则此时溶液呈蓝色。
②抽气时溶液褪色,则二氧化硫和单质碘反应生成硫酸和氢碘酸,其反应的化学方程式是I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4。空气中二氧化硫的含量为mg·L-1。
③若空气中二氧化硫的允许含量以0.02mg·L-1为标准即,解得n=80,则抽气次数n≥80次才符合标准,否则超标。
二、高铁酸钾的制取(17分)
2.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的新型非氯消毒剂,易溶于水、微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,在0~5℃的强碱性溶液中较稳定,在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。
Ⅰ.湿法制备高铁酸钾。主要的生产流程如图所示:
回答以下问题:
(1)滤渣1的主要成分为 (写化学式)。
(2)写出氧化过程的离子方程式 。
(3)氧化时需控温20 ~ 25℃,温度不能高于25℃原因是 。
(4)实验测得氧化时间、氧化剂浓度与K2FeO4产率、纯度的实验数据分别如图1、图2所示。为了获取更纯的高铁酸钾,反应时间和氧化剂浓度应控制在 min, mol·L−1。
Ⅱ.某兴趣小组在实验室模拟湿法制备K2FeO4,装置如图所示:
(5)向装置A中通入的Cl2不能过量,原因是 。
(6)制备的高铁酸钾粗产品中含有KOH、KCl、Fe(OH)3等杂质,请将以下提纯步骤补充完整,(实验药品:高铁酸钾粗产品、蒸馏水、乙醇、饱和NaOH溶液、饱和KOH溶液、冷的稀KOH溶液、冰水)。
①取一定量的高铁酸钾粗产品溶于 ;
②过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液;
③搅拌、静置、过滤,用 洗涤2~3次,在真空干燥箱中干燥。
【答案】(1)CaCO3(2分)
(2)2Fe3++3ClO-+10OH−=2FeO+3Cl- +5H2O(3分)
(3)温度高于25℃,高铁酸钾会分解(2分)
(4) 60 (2分) 1.1(2分)
(5)防止氯气过量使溶液碱性减弱,造成K2FeO4的损失(2分)
(6) 冷的稀KOH溶液 (2分) 乙醇(2分)
【解析】(1)K2CO3与Ca(ClO)2在水溶液中发生复分解反应产生CaCO3沉淀和KClO,反应方程式为:K2CO3+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2KClO,故通过过滤得到的滤渣1的主要成分为CaCO3;
(2)在氧化过程中,在碱性条件下,ClO-将Fe3+氧化产生FeO,ClO-被还原产生Cl-,反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O;
(3)氧化时需控温20 ~ 25℃,温度不能高于25℃是由于温度高于25℃,高铁酸钾会分解,导致产品的产率降低,同时使物质纯度降低;
(4)根据图1中氧化时间与物质纯度和产率关系可知:反应时间在60 min时最佳;根据图2中氧化浓度与物质纯度和产率关系可知:有关选择的氧化浓度为1.1 mol/L。故为了获取更纯的高铁酸钾,反应时间和氧化剂浓度应控制在60 min、浓度为1.1 mol/L;
(5)向装置A中通入的Cl2不能过量,这是由于Cl2能够与KOH发生反应,导致KOH浓度降低,溶液的碱性减弱造成K2FeO4的损失;
(6)①根据题目已知信息:K2FeO4易溶于水、微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,在0~5℃的强碱性溶液中较稳定,取一定量的高铁酸钾粗产品溶于冷的稀KOH溶液;②过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液;
③搅拌、静置、过滤,由于K2FeO4难溶于乙醇,故应该用乙醇洗涤K2FeO4粗产品2~3次,然后在真空干燥箱中干燥。
三、利用天然气制取炭黑的理论计算(21分)
3.已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应:①CH4(g)=C(s)+2H2(g),②2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到了如下热力学数据:
①的ΔH(298 K)=74.848 kJ·mol-1,ΔS(298 K)=80.674 J·mol-1·K-1
②的ΔH(298 K)=376.426 kJ·mol-1,ΔS(298 K)=220.211 J·mol-1·K-1
已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题:
(1)判断②反应是高温自发还是低温自发: (填“高温”或“低温”)。
(2)通过计算判断①反应在常温下能否自发进行: 。
(3)求算制取炭黑的允许温度范围: 。
(4)为了提高甲烷的碳化程度,你认为下面四个温度中最合适的是___________(填字母)。
A.905.2K B.927K C.1273K D.2000K
(5)某化学兴趣小组的同学进行了如图所示的实验来探究复分解反应的热效应。在一个小烧杯中加入晶体,将小烧杯放在已滴有滴水的玻璃片上。然后向小烧杯中加入晶体,并用玻璃棒迅速搅拌。稍后用手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯黏结在一起。
①实验中玻璃棒的作用是 ,所发生反应的化学方程式 。
②若用手触摸烧杯外壁,将会有 的感觉,说明该反应的反应热 (填“”“”或“=”
(6)实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:,如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列关于该反应的说法正确的是
A. B.
C. D.
(7)某同学欲利用如图所示的简易量热计测量稀硫酸与溶液反应的反应热。试剂为稀硫酸和溶液。已知反应后混合溶液的密度为,比热容为,稀硫酸的初始温度为24.8℃,氢氧化钠溶液的初始温度为25.2℃,反应后混合溶液的最高温度为28.4℃,生成时的反应热,混合时溶液体积的变化忽略不计。下列说法正确的是
A.为使反应充分,可分批次加入稀硫酸和氢氧化钠溶液
B.测量稀硫酸的温度后立即测量氢氧化钠溶液的温度可减少误差
C.若杯盖密封不严密,则计算所得的会偏小
D.稀硫酸与NaOH溶液反应的热化学方程式为
【答案】(1)高温(2分)
(2)否(2分)
(3)>927K(2分)
(4)C(2分)
(5) 搅拌使反应物充分混合并发生反应 (2分) Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O (3分) 冰凉 (2分) >(2分)
(6)C(2分)
(7)D(2分)
【解析】(1)②的ΔH(298 K)=376.426 kJ·mol-1,ΔS(298 K)=220.211 J·mol-1·K-1,根据 能自发进行,可知反应②在高温条件下自发进行;
(2)常温下,反应①的,反应①在常温下不能自发进行。
(3)能自发进行,则T>927K时,反应①能进行。
(4)反应②,T>1711K时反应②能自发进行;结合(3) T>927K时反应①能进行;为了提高甲烷的碳化程度,1711K>T>927K,温度中最合适的是1273K,选C;
(5)①实验中玻璃棒的作用是搅拌使反应物充分混合并发生反应,氢氧化钡晶体和氯化铵反应生成氯化钡、氨气、水,发生反应的化学方程式Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O。
②若用手触摸烧杯外壁,将会有冰凉的感觉,说明该反应吸热,反应热>0。
(6) 由图可知:反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应;正反应为气体物质的量减小的反应,则为熵减的反应,即,,故选C。
A.实验中要尽量操作迅速,且保证热量尽量不散失,防止产生实验误差,A错误;
B.测量稀硫酸的温度后,应该洗净擦干温度计,再测量氢氧化钠溶液的温度,减少误差,B错误;
C.反应为放热反应,焓变为负值,若杯盖密封不严密,导致热量散失,则计算所得的会偏大,C错误;
D.由题意,氢离子完全反应生成0.025mol水,初始平均温度为25.0℃,反应后温度升高3.4℃,则生成时的反应热,则生成2mol液态水放热113.7kJ,故稀硫酸与NaOH溶液反应的热化学方程式为 ,D正确;
故选D。
四、异丁烯的性质(15分)
4.异丁烯是一种重要的有机化工原料,主要用于生产高辛烷值汽油调和剂、橡胶、汽油添加剂和润滑油等。
Ⅰ.可由异丁烷直接裂解脱氢制备异丁烯,反应为:
(1)异丁烷、异丁烯、氢气的燃烧热数值如下表所示,则 。
物质
燃烧热
(2)异丁烷的转化率和异丁烯的选择性(选择性)随温度的变化如图所示。当温度升高时,异丁烯的选择性变化的原因可能有 (填标号)。
a.异丁烷在高温下裂解发生副反应
b.异丁烯在高温下发生聚合反应
c.催化剂的活性增大
d.平衡向逆反应方向移动
(3)研究人员尝试对该合成方法进行改进,在一定条件下加入适量空气可以采用异丁烷氧化脱氢法来制备异丁烯,反应方程式为 ,该方法 自发进行(填“一定能”“一定不能”“高温条件能”“低温条件能”)。
Ⅱ.甲醇与异丁烯在一定条件下可以发生加成反应生成甲基叔丁基醚(用X表示),反应方程式为,在一容积固定为的容器中充入甲醇和异丁烯,甲醇和异丁烯的初始物质的量均为,分别在和两个温度下发生该反应,异丁烯的转化率随时间的变化关系如图所示:
(4)该反应的 0(填“>”“<”或“=”),M、A、B三点中反应平衡常数最大的是 (填字母)。
(5)温度下,反应达到平衡后,将反应生成的X全部移走,在容器内重新达到平衡时X占容器中气体的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)温度下,该反应的平衡常数 。
【答案】(1)(2分)
(2)ab(3分)
(3)一定能(2分)
(4) < (2分) B(2分)
(5)减小(2分)
(6)20(2分)
【解析】(1)根据燃烧热可知
①
②
③
由盖斯定律,①-②-③即得到目标反应的反应热,故答案为:(或134);
(2)a.由图可知,可能是异丁烷在温度较高时裂解发生了副反应,a正确;
b.异丁烯中存在碳碳双键,可以发生聚合反应,也会导致异丁烯的选择性降低,b正确;
c.当温度升高时,异丁烯的选择性降低,有可能是催化剂失活,c错误;
d.异丁烷直接脱氢生成异丁烯的反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,d错误;
故答案为:ab;
(3)为熵增、放热反应,恒成立,故答案为:一定能;
(4)温度越高,反应速率越快,反应越先达到平衡状态,则,温度由升高到,化学平衡向吸热方向移动,由图可知,异丁烯的转化率降低,说明升高温度,平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,因此该反应正向为放热反应,温度越低,平衡常数越大,B点温度低于M点和A点,则B点平衡常数较大,故答案为:<;B;
(5)甲醇和异丁烯的初始物质的量均为,反应过程中甲醇和异丁烯的物质的量之比始终为,反应达到平衡后,将反应生成的X全部移走,等效于将容器扩大,反应向气体分子数增大的方向移动,即反应逆向移动,重新达到平衡时X的体积分数减小,故答案为:减小;
(6)初始时甲醇与异丁烯的浓度均为温度下反应达到平衡时异丁烯的转化率为80%,此时甲醇与异丁烯的浓度均为X的浓度为,则平衡常数,故答案为:20。
五、反应热的测量与计算(20分)
5.试回答下列有关热化学问题。
(1)根据键能数据计算的反应热 。
化学键
键能/(kJ/mol)
414
489
565
155
(2)已知在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图:
则全部被氧化成的热化学方程式为: 。
(3)室温下,用盐酸与溶液在如图所示装置中进行中和反应。回答下列问题:
①仪器a的名称为 。
②保持其他条件不变,实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,二者所测的中和热 (填“相等”或“不相等”),原因是 。
③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a.3.1℃;b.3.1℃;c.2.9℃。则所得的中和反应的中和热 。(已知该温度下该溶液的比热容:,保留三位有效数字)
④上述实验结果的数值与有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.在量取盐酸溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用铜棒代替图中a仪器
(4)下列说法正确的是
A.在测定中和反应反应热的实验中,只需要测定并记录2次温度
B.已知:、下, ;将和过量的在此条件下充分反应,放出热量
C.25℃、101 kPa时, ,则含1 mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为114.6 kJ
D.已知 kJ/mol, kJ/mol,则a<b
【答案】(1)−1940kJ/mol(2分)
(2)(3分)
(3) 玻璃搅拌器(2分) 相等 (2分) 中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关 (3分) (2分) acd(3分)
(4)D(3分)
【解析】(1)△H=反应物的总键能−生成物的总键能,△H=414kJ/mol×4+4×155kJ/mol−(489kJ/mol×4+4×565kJ/mol)=−1940kJ/mol。
(2)由图可知,第一步反应热化学方程式为① ,第二步反应热化学方程式为② ,运用盖斯定律将(①+②得到反应
(3)①测定反应过程中所放出的热量,使用玻璃搅拌器加快反应速率,图中a为玻璃搅拌器;
②反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增加,所放出的热量偏高,但是中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行上述实验,测得中和热数值相等;
③若三次操作测得终止温度与起始温度差(t2 – t1)分别为a.3.1℃;b.3.1℃;c.2.9℃,计算出平均温度差为 , 盐酸与溶液混合后溶液的质量和为 ,C = ,代入公式得生成0.05mol的水放出热量,即生成0.025mol的水放出热量为:1.27kJ, 生成1mol的水放出热量为:,即该实验测得的中和热;
④a.实验装置保温、隔热效果差,会造成测量结果偏小,故a可选;
b.量取盐酸时仰视读数会使所取盐酸体积增大,放出热量增多,故b不选;
c. 分多次把 NaOH 溶液倒入盛有盐酸的小烧杯过程中会有热量损失,使测量结果偏小,故c可选;
d. 用铜棒代替玻璃搅拌器仪会使热量散失,会造成测量结果偏小,故d可选;
故答案为:acd。
(4)A.中和反应的反应热测定需用温度计测量反应前酸、碱溶液的温度,然后再测量酸碱混合物的最高温度,所以一次实验至少测量三次,A错误;
B.已知:、下, ;将和过量的在此条件下充分反应,由于该反应是可逆反应,1.5molH2不能完全转化,放出的能量小于,B错误;
C.1mol稀硫酸与足量氢氧化钡反应时,硫酸根离子和钡离子不能共存,会生成硫酸钡沉淀,状态的变化会有能量的变化,放出的热量不等于114.6kJ,C错误;
D.碳完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,a和b均为负值,则a<b,D正确;
故选D。
六、从废甲醇催化剂中回收铜和锌(15分)
6.2024年巴黎奥运会我国获得24枚铜牌,铜牌的主要成分为铜和少量的锌。已知从一种废甲醇催化剂(主要成分为等)中回收铜和锌的一部分工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)下列关于焙烧1的说法不正确的是 。
A.焙烧时通入适当过量空气
B.将废催化剂粉碎后焙烧
C.焙烧时产生气体直接排放到空气中
(2)控制“浸取温度为之间,浸取后锌元素主要以[Zn(NH3)2]2+存在。
①浸取ZnO的化学方程式为 。
②控制温度需采取合适的加热方式是 。温度需在之间的原因是 。
(3)“抽滤”是减压过滤,下列关于抽滤”优点的说法,正确的是 。
A.过滤速度快 B.过滤后所得固体较干燥 C.固体和液体分离不完全
(4)用乙醇代替水洗涤胆矾的优点为 。
(5)已知该废甲醇催化剂中ZnO的质量分数为,10kg该废甲醇催化剂经上述转化最终得到,则锌的提取率为 。(元素提取率)。
【答案】(1)C(2分)
(2) (2分) 水浴加热 (2分) 温度过低,浸取慢;温度过高,NH4Cl受热分解(2分)
(3)AB(3分)
(4)减少胆矾溶解损失;乙醇易挥发,有利于干燥(2分)
(5)90%(2分)
【解析】(1)A.焙烧时通入适当过量空气,让CH3OH和S充分燃烧,A正确;
B.将废催化剂粉碎后焙烧,可增大接触面积,使燃烧充分,B正确;
C.焙烧时产生的气体为CO2、SO2等,不能直接排放到空气中,否则会造成空气污染,C不正确;
故选C。
(2)①浸取ZnO时,ZnO转化为[Zn(NH3)2]Cl2,化学方程式为。
②控制温度在,且使反应物受热均匀,采取的加热方式是水浴加热。加热时,温度过低,反应速率慢,温度过高,易发生副反应,所以温度需在之间,原因是:温度过低,浸取慢;温度过高,NH4Cl受热分解。
(3)“抽滤”是减压过滤,可使过滤速度快,同时过滤后所得固体较干燥,使固体和液体分离完全,故选AB。
(4)胆矾易溶于水,用水洗时,易造成溶解损失,且烘干时易失去结晶水。胆矾不溶于乙醇,且乙醇的沸点低,所以用乙醇代替水洗涤胆矾,优点为:减少胆矾溶解损失;乙醇易挥发,有利于干燥。
(5)根据题意可知,废甲醇催化剂中元素的质量为,所得产品中含的质量为,故的提取率=90%。
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高一化学下学期期中模拟卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32
一.工业制取硫酸(12分)
1.硫酸是工农业生产的重要化工原料。以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如下图所示。
(1)燃烧前,黄铁矿需粉碎,目的是 。
(2)黄铁矿燃烧主要经过以下两个过程:
I.分解:;
Ⅱ.燃烧:、 。
(3)实验发现,在二氧化硫与氧气的反应中,无论怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧化硫,原因是 。
(4)空气中二氧化硫的简易测定方法如下图所示。
①准确移取碘溶液,注入测定装置的试管中,加入滴淀粉溶液,此时溶液呈 色。
②连接仪器,在测定地点慢慢抽气,每次抽气,直到溶液的颜色全部褪尽为止,共抽气n次。空气中二氧化硫的含量为 。
③若空气中二氧化硫的允许含量以为标准,则抽气次数 次才符合标准,否则超标。
二、高铁酸钾的制取(17分)
2.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的新型非氯消毒剂,易溶于水、微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,在0~5℃的强碱性溶液中较稳定,在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。
Ⅰ.湿法制备高铁酸钾。主要的生产流程如图所示:
回答以下问题:
(1)滤渣1的主要成分为 (写化学式)。
(2)写出氧化过程的离子方程式 。
(3)氧化时需控温20 ~ 25℃,温度不能高于25℃原因是 。
(4)实验测得氧化时间、氧化剂浓度与K2FeO4产率、纯度的实验数据分别如图1、图2所示。为了获取更纯的高铁酸钾,反应时间和氧化剂浓度应控制在 min, mol·L−1。
Ⅱ.某兴趣小组在实验室模拟湿法制备K2FeO4,装置如图所示:
(5)向装置A中通入的Cl2不能过量,原因是 。
(6)制备的高铁酸钾粗产品中含有KOH、KCl、Fe(OH)3等杂质,请将以下提纯步骤补充完整,(实验药品:高铁酸钾粗产品、蒸馏水、乙醇、饱和NaOH溶液、饱和KOH溶液、冷的稀KOH溶液、冰水)。
①取一定量的高铁酸钾粗产品溶于 ;
②过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液;
③搅拌、静置、过滤,用 洗涤2~3次,在真空干燥箱中干燥。
三、利用天然气制取炭黑的理论计算(21分)
3.已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应:①CH4(g)=C(s)+2H2(g),②2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到了如下热力学数据:
①的ΔH(298 K)=74.848 kJ·mol-1,ΔS(298 K)=80.674 J·mol-1·K-1
②的ΔH(298 K)=376.426 kJ·mol-1,ΔS(298 K)=220.211 J·mol-1·K-1
已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题:
(1)判断②反应是高温自发还是低温自发: (填“高温”或“低温”)。
(2)通过计算判断①反应在常温下能否自发进行: 。
(3)求算制取炭黑的允许温度范围: 。
(4)为了提高甲烷的碳化程度,你认为下面四个温度中最合适的是___________(填字母)。
A.905.2K B.927K C.1273K D.2000K
(5)某化学兴趣小组的同学进行了如图所示的实验来探究复分解反应的热效应。在一个小烧杯中加入晶体,将小烧杯放在已滴有滴水的玻璃片上。然后向小烧杯中加入晶体,并用玻璃棒迅速搅拌。稍后用手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯黏结在一起。
①实验中玻璃棒的作用是 ,所发生反应的化学方程式 。
②若用手触摸烧杯外壁,将会有 的感觉,说明该反应的反应热 (填“”“”或“=”
(6)实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:,如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列关于该反应的说法正确的是
A. B.
C. D.
(7)某同学欲利用如图所示的简易量热计测量稀硫酸与溶液反应的反应热。试剂为稀硫酸和溶液。已知反应后混合溶液的密度为,比热容为,稀硫酸的初始温度为24.8℃,氢氧化钠溶液的初始温度为25.2℃,反应后混合溶液的最高温度为28.4℃,生成时的反应热,混合时溶液体积的变化忽略不计。下列说法正确的是
A.为使反应充分,可分批次加入稀硫酸和氢氧化钠溶液
B.测量稀硫酸的温度后立即测量氢氧化钠溶液的温度可减少误差
C.若杯盖密封不严密,则计算所得的会偏小
D.稀硫酸与NaOH溶液反应的热化学方程式为
四、异丁烯的性质(15分)
4.异丁烯是一种重要的有机化工原料,主要用于生产高辛烷值汽油调和剂、橡胶、汽油添加剂和润滑油等。
Ⅰ.可由异丁烷直接裂解脱氢制备异丁烯,反应为:
(1)异丁烷、异丁烯、氢气的燃烧热数值如下表所示,则 。
物质
燃烧热
(2)异丁烷的转化率和异丁烯的选择性(选择性)随温度的变化如图所示。当温度升高时,异丁烯的选择性变化的原因可能有 (填标号)。
a.异丁烷在高温下裂解发生副反应
b.异丁烯在高温下发生聚合反应
c.催化剂的活性增大
d.平衡向逆反应方向移动
(3)研究人员尝试对该合成方法进行改进,在一定条件下加入适量空气可以采用异丁烷氧化脱氢法来制备异丁烯,反应方程式为 ,该方法 自发进行(填“一定能”“一定不能”“高温条件能”“低温条件能”)。
Ⅱ.甲醇与异丁烯在一定条件下可以发生加成反应生成甲基叔丁基醚(用X表示),反应方程式为,在一容积固定为的容器中充入甲醇和异丁烯,甲醇和异丁烯的初始物质的量均为,分别在和两个温度下发生该反应,异丁烯的转化率随时间的变化关系如图所示:
(4)该反应的 0(填“>”“<”或“=”),M、A、B三点中反应平衡常数最大的是 (填字母)。
(5)温度下,反应达到平衡后,将反应生成的X全部移走,在容器内重新达到平衡时X占容器中气体的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)温度下,该反应的平衡常数 。
五、反应热的测量与计算(20分)
5.试回答下列有关热化学问题。
(1)根据键能数据计算的反应热 。
化学键
键能/(kJ/mol)
414
489
565
155
(2)已知在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图:
则全部被氧化成的热化学方程式为: 。
(3)室温下,用盐酸与溶液在如图所示装置中进行中和反应。回答下列问题:
①仪器a的名称为 。
②保持其他条件不变,实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,二者所测的中和热 (填“相等”或“不相等”),原因是 。
③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a.3.1℃;b.3.1℃;c.2.9℃。则所得的中和反应的中和热 。(已知该温度下该溶液的比热容:,保留三位有效数字)
④上述实验结果的数值与有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.在量取盐酸溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用铜棒代替图中a仪器
(4)下列说法正确的是
A.在测定中和反应反应热的实验中,只需要测定并记录2次温度
B.已知:、下, ;将和过量的在此条件下充分反应,放出热量
C.25℃、101 kPa时, ,则含1 mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为114.6 kJ
D.已知 kJ/mol, kJ/mol,则a<b
六、从废甲醇催化剂中回收铜和锌(15分)
6.2024年巴黎奥运会我国获得24枚铜牌,铜牌的主要成分为铜和少量的锌。已知从一种废甲醇催化剂(主要成分为等)中回收铜和锌的一部分工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)下列关于焙烧1的说法不正确的是 。
A.焙烧时通入适当过量空气
B.将废催化剂粉碎后焙烧
C.焙烧时产生气体直接排放到空气中
(2)控制“浸取温度为之间,浸取后锌元素主要以[Zn(NH3)2]2+存在。
①浸取ZnO的化学方程式为 。
②控制温度需采取合适的加热方式是 。温度需在之间的原因是 。
(3)“抽滤”是减压过滤,下列关于抽滤”优点的说法,正确的是 。
A.过滤速度快 B.过滤后所得固体较干燥 C.固体和液体分离不完全
(4)用乙醇代替水洗涤胆矾的优点为 。
(5)已知该废甲醇催化剂中ZnO的质量分数为,10kg该废甲醇催化剂经上述转化最终得到,则锌的提取率为 。(元素提取率)。
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