内容正文:
四川省安岳中学高2023级示范班高二下期开学考试
化学
第I卷(选择题)
一、单选题(每题2分,共44分)。
1. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1 molFe2+被氧化时,该反应转移的电子数至少为3NA
B. 用电解粗铜的方法精炼铜,当阳极失去0.1NA个电子时,则阳极质量减少3.2 g
C. 标准状况下,2.24L Cl2溶于水中达到饱和,可得到HClO分子的数目是0.1 NA
D. 向100m L 1.00 mol·L−1的稀盐酸中逐滴加入含0.1molNa2CO3溶液,则混合溶液中:N(CO)+ N(HCO)+ N(H2CO3)=0.100NA
2. 25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A. 溶液和0.1mol/L盐酸等体积混合:
B. 溶液和0.1mol/L氨水等体积混合(pH>7):
C. 溶液和溶液等体积混合:
D. 溶液和0.1mol/L盐酸等体积混合(为二元弱酸):
3. 常温下,用溶液分别滴定浓度均为的KCl、溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(,不考虑离子的水解)。下列叙述正确的是
A. 横坐标x为6.54
B. P点表示的饱和溶液
C. 上述两溶液混合后,滴入溶液先生成AgCl沉淀
D. 平衡体系中
4. 浓度均为0.1mol/L的NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4HSO4、(NH4)2Fe(SO4)2四种溶液中,设NH离子浓度分别为amol/L、bmol/L和cmol/L,dmol/L则a、b、c、d关系为
A. b=d>a=c B. c<a<b<d C. a<c<b=d D. a<c<b<d
5. 下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向溶液中加入溶液,充分反应后,滴入溶液,溶液变红
与发生的反应为可逆反应
B
将铁钉置于盛有稀醋酸的试管中,长时间放置,暴露在空气中的铁钉表面出现大量锈迹
铁钉只发生析氢腐蚀
C
将浓硫酸与灼热的木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和溶液、澄清石灰水,观察到品红溶液褪色,石灰水变浑浊
浓硫酸与木炭反应生成了和
D
用注射器吸入和的混合气体,将细管端用橡胶塞封闭。迅速向外拉活塞,观察到气体颜色先变浅后变深(最终颜色比拉动活塞前要浅)
减小压强时该平衡向着生成的方向移动
A. A B. B C. C D. D
6. 下列叙述与图像相符的是
A. 图甲是反应 ΔH<0中SO2的平衡转化率随温度、压强的变化曲线,说明X代表温度,Y代表压强,且Y1<Y2
B. 图乙是恒温密闭容器中发生反应时,c(CO2)随反应时间变化的曲线,t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C. 丙表示铝片与稀硫酸反应的速率随反应时间变化的曲线,说明t1时刻溶液的温度最高
D. 图丁表示用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1醋酸溶液滴定曲线
7. 关于反应 说法正确的是
A. 反应的
B. 反应中,(E表示键能,CO中为键)
C. 平衡后,保持其他条件不变,再加入少量,的数值不变
D. 相同条件下,向容器中充入1mol和1mol,充分反应放出206.3kJ热量
8. 固体电解质是具有与强电解质水溶液相当的导电性的一类无机物,一种以晶体为固体电解质的气体含量测定传感器如图所示,固体电解质内迁移的离子为,氧气流通过该传感器时,可以透过聚四氟乙烯膜进入体系,通过电位计的变化可知的含量。下列说法正确的是
A. 银电极为正极,多孔石墨电极为负极
B. 透过聚四氟乙烯膜后与反应生成
C. 银电极的电极反应为:
D. 当传感器内迁移时,有标准状况下参与反应
9. 已知 ;向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:甲 2mol 和1mol ;乙 1mol 和 ;丙 2mol 。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是
A. 容器内压强P:
B. 的质量m:
C. 与之比N:
D. 反应放出或吸收热量的数值Q:
10. 如图是发生和收集气体的实验装置,该装置适合于
①用稀硫酸与粒反应制取 ②用浓硝酸和反应制取
③用稀硝酸和反应制取 ④用浓盐酸和反应制取
⑤用和反应制取 ⑥用浓硫酸和反应制取
⑦用和反应制取
A. ①②③ B. ①③⑦ C. ③⑥⑦ D. ②④⑤⑥
11. 下列说法正确的是
A. 元素Ge位于第四周期第IVA族,核外电子排布式为 [Ar]4s24p2,属于p区
B. 基态碳原子的价电子排布式为,其电子有6种运动状态,最高能级的电子云有3种伸展方向
C. 的VSEPR模型结构与该离子的空间结构相同
D. GaN、GaP、GaAs 都是良好半导体材料,晶体类型与晶体碳化硅类似,它们的熔点依次升高
12. 碳酸二甲酯()是一种低毒、性能优良的有机合成中间体,科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),反应机理如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应进程中决速步骤的能垒为
B. 反应过程中有极性键和非极性键的断裂与生成
C. 第2步的基元反应方程式为:
D. 升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向逆反应方向移动
13. 内酯Y可以由X通过电解合成,并可在一定条件下转化为Z,转化路线如图所示。下列说法错误的是
A. Y分子中有一种杂化方式的碳原子
B. 在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应
C. X分子中至少有10个碳原子在同一平面
D. 等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应,消耗的n(NaOH)之比为1∶2∶2
14. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 食醋是生活中常见的调味品,其中含有乙酸,所以乙酸又被称为醋酸
B. 通过施加适量石膏可以降低盐碱地(含较多)土壤的碱性
C. 乳酸在催化剂作用下发生加聚反应得到的聚乳酸,是一种可降解的高分子材料
D. 华为公司自主研发的麒麟芯片是业界领先的手机芯片,其基本材料是单晶硅
15. 下列物质中不能作为配合物的配位体的是
A. B. C. D.
16. 现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是
A. 第一电离能:④>③>②>①
B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:④>③>②>①
D. 最高正化合价:④>③=②>①
17. 已知的键能为,的键能为反应经历了如下反应历程:①,②,反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 的键能为
B. 升高温度,反应①速率增大,反应②速率减小
C. 升高温度,反应②的限度和速率均增大,有利于提高的转化率
D. 为防止反应过程中有大量累积,应选择合适的催化剂降低反应②的焓变
18. 金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述中正确的是(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A. 阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-=Ni
B. 电解后,Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中
C. 电解后,溶液中存在的离子只有Fe2+和Zn2+
D. 电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
19. 化学与生产、生活、科技等息息相关。下列说法错误的是
A. 明矾中的Al3+可在水中形成胶体,明矾可用于水体消毒
B. 用醋酸可除去水壶中的水垢,说明室温下醋酸的电离平衡常数大于碳酸
C. 洗头时使用护发素可以调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度
D. “冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量低
20. 下列叙述错误的是
A. 向含足量AgCl固体的悬浊液中加少量水,减小
B. 醋酸钠溶液中离子浓度的关系满足
C. 已知溶液呈酸性,则溶液中
D. 除去酸性溶液中的,可在加热并搅拌条件下加入适量MgO
21. 下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是
酸
HX
HY
HZ
浓度/(mol·L−1)
012
0.2
0.9
0.9
0.9
电离度
0.25
02
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
A. 在相同温度下,电离常数:K1>K4>K5
B. 在相同温度下,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液浓度越小,电离度越大,且K1>K2>K3
C. 室温时,若在HZ溶液中加少量盐酸,则的值不变
D. 表格中三种浓度的HX溶液,从左至右c(X−)逐渐增大
22. 在常温下,有关下列溶液的叙述中错误的是
①pH=11的氨水 ②pH=11的氢氧化钾溶液 ③pH=3的醋酸 ④pH=3的硫酸
A. 将①②分别加水稀释1000倍后,溶液的pH:①>②
B. 将aL ②与bL ④混合,忽略溶液体积变化,若所得溶液pH=5,则a:b=199:101
C. 向③、④中分别加入醋酸钠晶体后,两种溶液的pH均增大
D. 将①、③等体积混合后溶液呈中性,该溶液中:c(NH)= c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
第II卷(非选择题)
23. 法国化学家维克多·格利雅因发明了在有机合成方面用途广泛的格利雅试剂而荣获诺贝尔化学奖。格利雅试剂用卤代烃和金属镁在醚类溶剂中反应制得。
设R为烃基,已知RX + MgRMgX(格利雅试剂)
认真阅读以下合成路线图,回答有关问题:
(1)反应I的反应类型为________________
(2)写出A、C、F的结构简式
A________________、C___________________、F____________________
(3)H是E的同分异构体,H既可以与溴水发生加成反应,又可以遇FeCl3溶液显紫色,且苯环上的一氯代物有2种。则H的名称为___________________
(4)写出反应Ⅱ的化学方程式:_________________________________________________________
24. 氯苯是重要的有机化工产品,是染料、医药、有机合成的中间体,工业上常用“间歇法”制取。反应原理、实验装置图(加热装置都已略去)如下:
已知:氯苯无色液体,沸点132.2℃,常温下不与氢氧化钠溶液反应。
回答下列问题:
(1)A反应器是利用实验室法制取氯气,中空玻璃管B的作用是____。冷凝管中冷水应从____(填“a”或“b”)处通入。
(2)把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器C中(内有相当于苯量1%的铁屑作催化剂),加热维持反应温度在40℃~60℃为宜,温度过高会生成二氯苯。
①对C加热的方法是____(填序号)。
A.酒精灯加热 B.酒精喷灯加热 C.水浴加热
②D出口的气体成分有HCl、Cl2和____。
(3)C反应器反应完成后,工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥,才能蒸馏。碱洗之前要水洗的目的是洗去部分无机物,同时减少碱的用量,节约成本。写出用10%氢氧化钠碱洗时可能发生的化学反应方程式:____________(写两个即可)。
(4)上述装置图中A、C反应器之间,需要增添一个U形管,其内置物质是_____。
(5)工业生产中苯的流失情况如下:
项目
二氯苯
尾气
不确定苯耗
流失总量
苯流失量(kg/t)
13
24.9
51.3
89.2
则1t苯可制得成品为_____t(只要求列式)。
25. 锂被誉为“高能金属”,废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示:
已知:①Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,LiCoO2难溶于水,具有强氧化性;
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH值如下表所示:
Al3+
Fe3+
Fe2+
Co2+
开始沉淀的pH
4.0
2.7
7.6
7.0
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.6
9.0
回答下列问题:
(1)写出“碱溶”时发生主要反应的离子方程式:____________________________________。
(2)为提高“酸溶”的浸出速率,可采取的措施有___________________________(任写一种)。
(3)“酸溶”时,LiCoO2发生的主要反应的离子方程式为_____________________________;若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,缺点是___________________________________。
(4)用氨水调节pH的范围为____________,若“沉钴”后溶液中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等体积的Na2CO3溶液后,沉淀中的Li元素占原Li元素总量的90%,则“沉锂”后溶液中c()=__________mol·L-1。
(5)该流程涉及多次过滤,实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为________________。
(6)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式:____________________________________。
26. CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题:
(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
①已知:CH4(g) +H2O(g)=CO(g) +3H2(g) △H= +206.2 kJ·mol-1
CO2(g) +4H2(g)=CH4(g) +2H2O(g) ∆H= - 165.0kJ· mol-1
过程I的热化学方程式为______
②关于上述过程II的说法不正确的是_______(填字母)。
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离 b.可表示为CO2 +H2=H2O(g) +CO
c.CO未参与反应 d.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的∆H
(2)工业上还可以利用甲烷生产氢氰酸( HCN) ,其反应为:CH4(g) + NH3(g)HCN(g) +3H2(g) ∆H>0。在一定温度下,向2 L恒容密闭容器中加入n mol CH4和2 mol NH3。
①能表示上述反应达到平衡状态的是______。 (填字母)。
a.单位时间内断裂4molC—H的同时生成3molH—H
b.容器内的总压强保持不变
c.混合气体密度保持不变
d.混合气体的平均摩尔质量保持不变
e.NH3浓度保持不变
②平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示,CH4的转化率: (a)____ (b)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20 kPa、25 kPa,加入Ni/—Al2O3催化剂并加热至1123 K使其发生反应CH4(g) +CO2(g)2CO(g) +2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO) =1.3×10-2 ·p(CH4) ·p(CO2) mol∙kPa2∙s-1,某时刻测得p(CO) =20 kPa,则p(CO2) =______kPa, v(CO2) =______mol∙kPa2∙s-1
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=_____。(各物质的分压代替物质的量浓度计算)
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四川省安岳中学高2023级示范班高二下期开学考试
化学
第I卷(选择题)
一、单选题(每题2分,共44分)。
1. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1 molFe2+被氧化时,该反应转移的电子数至少为3NA
B. 用电解粗铜的方法精炼铜,当阳极失去0.1NA个电子时,则阳极质量减少3.2 g
C. 标准状况下,2.24L Cl2溶于水中达到饱和,可得到HClO分子的数目是0.1 NA
D. 向100m L 1.00 mol·L−1的稀盐酸中逐滴加入含0.1molNa2CO3溶液,则混合溶液中:N(CO)+ N(HCO)+ N(H2CO3)=0.100NA
【答案】A
【解析】
【详解】A. 向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,氯气先氧化I−,当有1molFe2+被氧化时转移NA个电子,2molI−被氧化时转移2NA个电子,该反应转移电子的数目至少为3NA,故A正确;
B. 电解精炼铜时,阳极是粗铜,还有杂质放电,当电路中转移0.1NA个电子,阳极质量减少的不一定是3.2g,故B错误;
C.氯气和水的反应为可逆反应,不能进行彻底,故所得的HClO分子个数小于0.1NA个,故C错误;
D. 向100m L 1.00 mol·L−1稀盐酸中逐滴加入含0.1molNa2CO3的溶液,部分碳酸根离子与氢离子反应生成二氧化碳,所以向100m L 1.00 mol·L−1稀盐酸中逐滴加入含0.1molNa2CO3的溶液,则混和液中:N(CO)+N(HCO)+N(H2CO3)<0.1NA,故D错误;
故选:A。
2. 25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A. 溶液和0.1mol/L盐酸等体积混合:
B. 溶液和0.1mol/L氨水等体积混合(pH>7):
C. 溶液和溶液等体积混合:
D. 溶液和0.1mol/L盐酸等体积混合(为二元弱酸):
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.0.1mol/LCH3COONa溶液和盐酸等体积混合后生成等物质的量的氯化钠和醋酸,溶液中醋酸部分电离出氢离子和,水也电离出氢离子,所以氢离子浓度大于醋酸根离子浓度,A错误;
B.混合后溶液显碱性,说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,则,B错误;
C.碳酸钠和碳酸氢钠的元素质量(物料)守恒:2n(Na+)=3n(C),据此规律可以得出题干中守恒规律,C正确;
D.,溶液和盐酸等体积混合后反应生成等物质的量的氯化钠和草酸氢钠,根据电荷守恒分析,有,D错误;
故选C。
3. 常温下,用溶液分别滴定浓度均为的KCl、溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(,不考虑离子的水解)。下列叙述正确的是
A. 横坐标x为6.54
B. P点表示的饱和溶液
C. 上述两溶液混合后,滴入溶液先生成AgCl沉淀
D. 平衡体系中
【答案】C
【解析】
【分析】在右上方的曲线上两点,分别为pc(Ag+)=4和pc(Ag+)=2,则c(Ag+)=10-4mol/L和c(Ag+)=10-2mol/L,c(X-)分别为10-5.74mol/L和10-7.74mol/L,且两点的c(Ag+) c(X-)的值相等,即Ksp(AgX)= c(Ag+) c(X-)=10-4mol/L 10-5.74mol/L =10-2mol/L 10-7.74mol/L =10-9.74mol2/L2,所以该曲线为AgCl的Ksp曲线,则另一条为Ag2C2O4的Ksp曲线;
【详解】A.由图可知,当pc(Ag+)=4时,c(Ag+)=10-4mol/L,Ksp(Ag2C2O4)= c2(Ag+) =(10-4mol/L)2 10-3.27mol/L=10-11.27 (mol/L)3,Ksp(Ag2C2O4)= (10-2mol/L)2 10-xmol/L=10-11.27 (mol/L)3,求得x=7.27,选项A错误;
B.由图可知, P点在曲线的上方,相同时,P点c(Ag+)小于曲线上对应的c(Ag+),则P点离子的浓度积Q< ,即P点表示的不饱和溶液,选项B错误;
C.由图像可知,当阴离子浓度相等时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小,则用溶液分别滴定浓度均为的KCl、溶液,先析出AgCl沉淀,选项C正确;
D.的平衡常数K==,此时溶液中的c(Ag+)相同,当银离子的浓度为10-4mol/L时,c(Cl-)=10-5.74mol/L,c()=10-3.27mol/L,则K==102.47,选项D错误;
答案选C。
4. 浓度均为0.1mol/L的NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4HSO4、(NH4)2Fe(SO4)2四种溶液中,设NH离子浓度分别为amol/L、bmol/L和cmol/L,dmol/L则a、b、c、d关系为
A. b=d>a=c B. c<a<b<d C. a<c<b=d D. a<c<b<d
【答案】D
【解析】
【详解】浓度均为0.1mol/L的NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4HSO4、(NH4)2Fe(SO4)2四种溶液中,(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2二种铵盐铵根离子系数都是2,NH4Cl、NH4HSO4二种铵盐铵根离子系数都是1,则(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2二种铵盐铵根离子浓度比NH4Cl、NH4HSO4二种铵盐铵根离子浓度大,由于(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2+水解呈酸性,会抑制NH的水解,则(NH4)2Fe(SO4)2中铵根离子浓度大于(NH4)2SO4中铵根离子浓度,NH4HSO4中会电离出H+,抑制铵根离子水解,则NH4HSO4中铵根离子浓度大于NH4Cl中铵根离子浓度,由上分析可得,NH离子浓度关系为a<c<b<d;
故选D。
5. 下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向溶液中加入溶液,充分反应后,滴入溶液,溶液变红
与发生的反应为可逆反应
B
将铁钉置于盛有稀醋酸的试管中,长时间放置,暴露在空气中的铁钉表面出现大量锈迹
铁钉只发生析氢腐蚀
C
将浓硫酸与灼热的木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和溶液、澄清石灰水,观察到品红溶液褪色,石灰水变浑浊
浓硫酸与木炭反应生成了和
D
用注射器吸入和的混合气体,将细管端用橡胶塞封闭。迅速向外拉活塞,观察到气体颜色先变浅后变深(最终颜色比拉动活塞前要浅)
减小压强时该平衡向着生成的方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.若铁离子和碘离子的反应有一定限度,过量铁离子与碘离子反应后,溶液中一定含有碘离子,则判断铁离子和碘离子的反应有一定限度时,应检验溶液中是否存在碘离子,不能检验是否含有铁离子,A错误;
B.吸氧腐蚀和析氢腐蚀都会发生,但是酸性条件下以析氢腐蚀为主;B错误;
C.浓硫酸与灼热的木炭反应产生二氧化碳、二氧化硫,均使澄清石灰水变浑浊,应选足量酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫后,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,才可检验二氧化碳,C错误
D.将注射器活塞外拉,气体浓度均减小,则颜色先变浅,而后平衡向着气体体积增大的方向,也即生成二氧化氮的方向移动,故颜色又会变深,但最终还是比原来颜色浅,D正确;
故选D。
6. 下列叙述与图像相符的是
A. 图甲是反应 ΔH<0中SO2的平衡转化率随温度、压强的变化曲线,说明X代表温度,Y代表压强,且Y1<Y2
B. 图乙是恒温密闭容器中发生反应时,c(CO2)随反应时间变化的曲线,t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C. 丙表示铝片与稀硫酸反应的速率随反应时间变化的曲线,说明t1时刻溶液的温度最高
D. 图丁表示用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1醋酸溶液滴定曲线
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)为气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,SO2的平衡转化率减小,增大压强,平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,说明X代表温度,Y代表压强且Y1>Y2,A项不相符;
B.随着时间的推移c(CO2)逐渐增大,达到平衡时c(CO2)保持不变,t1时若改变的条件是缩小容器的体积,瞬时c(CO2)突然增大,后平衡逆向移动,c(CO2)逐渐减小,由于温度不变,化学平衡常数不变,则新平衡时c(CO2)与原平衡时相等,B项相符;
C.铝片与稀硫酸的反应为放热反应,充分反应时溶液的温度最高,t1之前由于反应放热,体系温度升高对反应速率的影响占主导作用,随着时间的推移反应速率增大,t1之后由于反应物浓度的减小对反应速率的影响占主导作用,随着时间的推移反应速率减小,t1时反应速率最大,但溶液的温度不是最高,C项不相符;
D.醋酸属于弱酸,0.1000mol/L醋酸溶液的pH应大于1,即起点pH≠1,加入20.00mLNaOH溶液时两者恰好完全反应得到CH3COONa溶液,CH3COONa溶液的pH>7、不等于7,D项不相符;
答案选B。
7. 关于反应 说法正确的是
A. 反应的
B. 反应中,(E表示键能,CO中为键)
C. 平衡后,保持其他条件不变,再加入少量,的数值不变
D. 相同条件下,向容器中充入1mol和1mol,充分反应放出206.3kJ热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是气体分子数增大的反应,体系的混乱度增大,则反应的,A错误;
B.该反应的,可知反应物的总键能比生成物的总键能低,则,B正确;
C.平衡后,保持其他条件不变,再加入少量即增大反应物的浓度,平衡正向移动,c(H2O)减小,温度不变则该反应的平衡常数K不变,由的数值变小,C错误;
D.该反应是可逆反应,不能反应完全,则相同条件下,向容器中充入1mol和1mol,充分反应放出低于206.3kJ热量,D错误;
故选:B。
8. 固体电解质是具有与强电解质水溶液相当的导电性的一类无机物,一种以晶体为固体电解质的气体含量测定传感器如图所示,固体电解质内迁移的离子为,氧气流通过该传感器时,可以透过聚四氟乙烯膜进入体系,通过电位计的变化可知的含量。下列说法正确的是
A. 银电极为正极,多孔石墨电极为负极
B. 透过聚四氟乙烯膜后与反应生成
C. 银电极的电极反应为:
D. 当传感器内迁移时,有标准状况下参与反应
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,传感器中发生4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2,原电池反应为2Ag+I2=2AgI,所以原电池的负极发生Ag-e-=Ag+,正极发生I2+2Ag++2e-=2AgI,以此来解答。
【详解】A.根据以上分析可知银电极为负极,多孔石墨电极为正极,故A错误;
B.传感器中发生4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2,所以透过聚四氟乙烯膜后与反应生成,故B正确;
C.银电极电极反应为:Ag-e-=Ag+,故C错误;
D.4Ag~1molO2,迁移2molAg+,有标准状况下11.2LO2参与反应,故D错误;
故选B。
9. 已知 ;向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:甲 2mol 和1mol ;乙 1mol 和 ;丙 2mol 。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是
A. 容器内压强P:
B. 的质量m:
C. 与之比N:
D. 反应放出或吸收热量的数值Q:
【答案】B
【解析】
【详解】将丙中 完全转化为和 ,相当于2mol 和1mol ,所以甲和丙的等效平衡,反应物浓度:甲是乙的二倍;
A.甲中反应物浓度是乙的2倍,增大压强平衡正向移动,所以甲乙达到平衡时,甲的转化率大于乙,则甲中气体总物质的量小于乙的2倍,恒温恒容条件下气体压强与物质的量成正比,所以容器内压强P:,故A错误;
B.甲中反应物浓度是乙的2倍,增大压强平衡正向移动,所以甲乙达到平衡时,甲的转化率大于乙,则达到平衡状态时乙中三氧化硫质量大于乙的2倍,则的质量m:,故B正确;
C.甲中反应物转化率大于乙,则:甲乙,:甲乙,有,故C错误;
D.甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,转化率增大,,故D错误;
故选:C。
【点睛】 ;加入2mol 和1mol 和2mol 为等效平衡。
10. 如图是发生和收集气体的实验装置,该装置适合于
①用稀硫酸与粒反应制取 ②用浓硝酸和反应制取
③用稀硝酸和反应制取 ④用浓盐酸和反应制取
⑤用和反应制取 ⑥用浓硫酸和反应制取
⑦用和反应制取
A. ①②③ B. ①③⑦ C. ③⑥⑦ D. ②④⑤⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①稀硫酸与粒常温下能够反应制取,H2难溶于水可以用排水法收集,①符合题意;②浓硝酸和常温下能反应制取,但由于3NO2+H2O=2HNO3+NO,故不能用排水法收集NO2,②不合题意;③稀硝酸和常温下能反应制取,NO难溶于水可以用排水法收集,③符合题意;④浓盐酸和反应制取需要加热,④不合题意;
⑤用和反应制取需要加热,且NH3极易溶于水,不能用排水法收集,⑤不合题意;⑥用浓硫酸和反应制取需要加热,且SO2易溶于水,不能用排水法收集,⑥不合题意;⑦和在常温下反应制取,且O2难溶于水,可以用排水法收集,符合题意;综上分析可知,①③⑦符合题意,故答案为:B。
11. 下列说法正确的是
A. 元素Ge位于第四周期第IVA族,核外电子排布式为 [Ar]4s24p2,属于p区
B. 基态碳原子的价电子排布式为,其电子有6种运动状态,最高能级的电子云有3种伸展方向
C. 的VSEPR模型结构与该离子的空间结构相同
D. GaN、GaP、GaAs 都是良好的半导体材料,晶体类型与晶体碳化硅类似,它们的熔点依次升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ge为32号元素,电子排布式为(或),位于第四周期第IVA族,周期表中位于p区,A项错误;
B.基态碳原子的电子排布式为,价电子的电子排布式为,且p轨道上两个电子分别分布在2个简并轨道上,即价电子排布式为,核外有6个运动状态不同的电子,最高能级的电子云有、、3种伸展方向,B项正确;
C.的中心原子为S,键电子对数为3,孤电子对数为,价电子对数为4,故VSEPR模型为正四面体形,空间构型为三角锥形,VSEPR模型结构与空间结构不相同,C项错误;
D.GaN、GaP、GaAs 都是良好的半导体材料,晶体类型与晶体碳化硅类似,属于共价晶体,由于N、P、As原子半径依次增大,GaN、GaP、GaAs的键长依次增大,键能依次减小,熔沸点依次减小,D项错误;
答案选B。
12. 碳酸二甲酯()是一种低毒、性能优良的有机合成中间体,科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),反应机理如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应进程中决速步骤的能垒为
B. 反应过程中有极性键和非极性键的断裂与生成
C. 第2步的基元反应方程式为:
D. 升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应进程中经过渡态Ⅰ的反应能垒最大,是决速步骤,其能垒为,A错误;
B.反应过程中,经过渡态Ⅰ的反应中,发生极性键的断裂和极性键的形成,但是无论经过哪个过渡态都没有非极性键的断裂也没有非极性键的形成,B错误;
C.从图中可以看出,第2步的基元反应,反应物为,生成物为,则方程式为:,C正确;
D.由图可以看出,,升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向正反应方向移动,D错误;
故答案选C。
13. 内酯Y可以由X通过电解合成,并可在一定条件下转化为Z,转化路线如图所示。下列说法错误的是
A. Y分子中有一种杂化方式的碳原子
B. 在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应
C. X分子中至少有10个碳原子在同一平面
D. 等物质量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应,消耗的n(NaOH)之比为1∶2∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A.Y分子中有一种杂化方式的碳原子,都是sp2杂化,A正确;
B.Z分子中有酚羟基,在催化剂作用下Z可与甲醛发生缩聚反应,B正确;
C.苯环碳原子及与苯环相连的碳原子共面,两苯环相连,相连的碳原子及对角线碳原子共面,X分子中至少有9个碳原子在同一平面,C错误;
D.根据各物质的官能团,X一个羧基、Y酚羟基形成的酯基、Z酚羟基和酯基,等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应,消耗的n(NaOH)之比为1∶2∶2 ,D正确;
故选C。
14. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 食醋是生活中常见的调味品,其中含有乙酸,所以乙酸又被称为醋酸
B. 通过施加适量石膏可以降低盐碱地(含较多)土壤的碱性
C. 乳酸在催化剂作用下发生加聚反应得到的聚乳酸,是一种可降解的高分子材料
D. 华为公司自主研发的麒麟芯片是业界领先的手机芯片,其基本材料是单晶硅
【答案】C
【解析】
【详解】A.食醋具有酸味,是因为含有乙酸,乙酸又被称为醋酸,故A正确;
B.碳酸钠为强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性,施加适量石膏,生成碳酸钙,可降低土壤的碱性,故B正确;
C.乳酸在催化剂作用下发生缩聚反应得到的聚乳酸,聚乳酸是一种可降解的高分子材料,故C错误;
D.硅是良好的半导体材料,手机芯片的基本材料是单晶硅,故D正确;
答案选C。
15. 下列物质中不能作为配合物的配位体的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.NH3中氮原子分别与3个氢原子通过一对共用电子对结合,N的价层电子对数为,有一对孤对电子,可以作为配体,故A不符合题意;
B.中N与4个H通过共价键相连,其价层电子对数为,无孤对电子,故不能做配体,B符合题意;
C.H2O中O与2个H原子通过共价键相连,O的价层电子对数为,有2对孤电子对,故可以做配体,C不符合题意;
D.SCN-中S和N存在孤对电子,可作为配体,D不符合题意;
本题选B。
16. 现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是
A. 第一电离能:④>③>②>①
B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:④>③>②>①
D. 最高正化合价:④>③=②>①
【答案】A
【解析】
【分析】根据元素的电子排布式,①是S、②是P、③是N、④是F。
【详解】A.根据元素周期律,同一周期从左向右,元素的第一电离能逐渐增大,同主族从上向下,电离能减小,且第三周期存在反常情况:N>S,因此,第一电离能关系为:F>N>P>S,即④>③>②>①,A正确;
B.原子半径的变化规律为:同主族从上向下,原子半径增大,同周期从左向右,原子半径减小,因此F半径最小,P半径大于N,B错误;
C.同周期元素从左向右,元素电负性逐渐增大,即S>P,C错误;
D.元素的最高正价等于其族序数,F无正价,因此关系为:S>P=N,D错误。
本题选A。
17. 已知的键能为,的键能为反应经历了如下反应历程:①,②,反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 的键能为
B. 升高温度,反应①速率增大,反应②速率减小
C. 升高温度,反应②的限度和速率均增大,有利于提高的转化率
D. 为防止反应过程中有大量累积,应选择合适的催化剂降低反应②的焓变
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,△H=151 kJ·mol-1-162 kJ·mol-1=-11 kJ·mol-1,设H―I的键能为x kJ·mol-1,则△H=436kJ·mol-1+151kJ·mol-1-2x kJ·mol-1=-11 kJ·mol-1,解得x=299kJ·mol-1,A正确;
B.升高温度,反应速率加快,即反应①、反应②的速率都加快,B错误;
C.由图可知,反应②为放热反应,升高温度,反应②速率增大,平衡逆向移动,反应②的限度降低,不利于氢气转化率提高,C错误;
D.催化剂不能降低反应②的焓变,为防止反应过程中有大量累积,应选择合适的催化剂降低反应②的活化能,加快反应②速率,即加快的消耗速率,D错误;
故选A。
18. 金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述中正确的是(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A. 阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-=Ni
B. 电解后,Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中
C. 电解后,溶液中存在的离子只有Fe2+和Zn2+
D. 电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.阳极发生氧化反应,根据氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+可知,发生电极反应:、、,A错误;
B.Pt和Cu金属性弱于Ni,Ni被氧化损耗后Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中,B正确;
C.根据金属性强弱可知,电解后,溶液中存在阳离子:、、和,C错误;
D.阳极失电子被氧化的有Zn、Fe和Ni,而阴极被还原的金属只有Ni,根据得失电子守恒,阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,D错误;
答案选B。
19. 化学与生产、生活、科技等息息相关。下列说法错误的是
A. 明矾中的Al3+可在水中形成胶体,明矾可用于水体消毒
B. 用醋酸可除去水壶中的水垢,说明室温下醋酸的电离平衡常数大于碳酸
C. 洗头时使用护发素可以调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度
D. “冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量低
【答案】A
【解析】
【详解】A.明矾KAl(SO4)2·12H2O在水中电离出Al3+,Al3+在水中水解形成Al(OH)3胶体,从而吸附并去除水中的悬浮杂质,可用于净水,但不能用于水体消毒,A错误;
B.水垢中的成分包括了CaCO3,用醋酸除水垢时,CH3COOH与CaCO3反应生成醋酸钙、CO2和水;说明CH3COOH的酸性强于H2CO3,则室温下CH3COOH的电离平衡常数大于H2CO3,B正确;
C.人们洗发时使用的护发素,其主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度,从而达到保护的作用,C正确;
D.水转化为冰时,放出热量,说明相同质量水和冰相比较,冰的能量低,D正确;
答案选A。
20. 下列叙述错误的是
A. 向含足量AgCl固体的悬浊液中加少量水,减小
B. 醋酸钠溶液中离子浓度的关系满足
C. 已知溶液呈酸性,则溶液中
D. 除去酸性溶液中的,可在加热并搅拌条件下加入适量MgO
【答案】A
【解析】
【详解】A.向含足量AgCl固体的悬浊液中加少量水,AgCl的溶度积不变,则不变,A项错误;
B.醋酸钠溶液中,根据物料守恒有:,根据电荷守恒有:,将两式联立得到:,B项正确;
C.溶液呈酸性,说明的电离程度大于其水解程度,则溶液中,C项正确;
D.MgO能和溶液中的H+反应,可以起到调节溶液pH的作用,溶液中H+浓度降低,促进Fe3+水解平衡正向移动,使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而出去,且不引入新杂质,D项正确;
答案选A。
21. 下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是
酸
HX
HY
HZ
浓度/(mol·L−1)
0.12
0.2
0.9
0.9
0.9
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
A. 在相同温度下,电离常数:K1>K4>K5
B. 在相同温度下,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液浓度越小,电离度越大,且K1>K2>K3
C. 室温时,若在HZ溶液中加少量盐酸,则的值不变
D. 表格中三种浓度的HX溶液,从左至右c(X−)逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.在相同温度下,相同浓度的不同电解质溶液,电离度越大,电离常数越大,相同温度下同种电解质溶液电离常数相等,电离度HX<HY<HZ,所以电离常数:K5>K4>K3=K1,A不正确;;
B.在相同温度下,弱电解质溶液的浓度越小,电离度越大,但电离常数不变,所以K1=K2=K3,B不正确;
C.室温时,若在HZ溶液中加少量盐酸,则HZ溶液中c(H+)增大,HZ的电离平衡逆向移动,c(Z-)减小,所以的值增大,C不正确;
D.表格中三种浓度的HX溶液中,从左至右c(HX)逐渐增大,虽然电离度不断减小,但酸性增强,电离产生的离子浓度不断增大,所以从左至右c(X-)逐渐增大,D正确;
答案选D。
22. 在常温下,有关下列溶液的叙述中错误的是
①pH=11的氨水 ②pH=11的氢氧化钾溶液 ③pH=3的醋酸 ④pH=3的硫酸
A. 将①②分别加水稀释1000倍后,溶液的pH:①>②
B. 将aL ②与bL ④混合,忽略溶液体积变化,若所得溶液的pH=5,则a:b=199:101
C. 向③、④中分别加入醋酸钠晶体后,两种溶液的pH均增大
D. 将①、③等体积混合后溶液呈中性,该溶液中:c(NH)= c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】A.一水合氨稀释过程中还能继续电离出氢氧根,所以稀释103倍其pH的变化小于3,pH=11的氢氧化钾溶液稀释103倍其pH的变化为3,则稀释后pH:①>②,A正确;
B.pH=11的KOH溶液和pH=3的硫酸中氢离子浓度均为10-3mol/L,混合后pH=5,所以酸过量,则,解得a:b=99:101,B错误;
C.向醋酸中加入醋酸钠晶体,醋酸根离子会抑制醋酸的电离,氢离子浓度减小,pH增大;向硫酸中加入醋酸钠晶体,醋酸根离子会结合氢离子生成醋酸,氢离子浓度减小,pH增大,C正确;
D.将①、③等体积混合后恰好完全反应生成醋酸铵,醋酸铵完全电离出醋酸根离子和铵根离子,电荷守恒c(NH)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-),因为溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),故该溶液中:c(NH)= c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),D正确;
答案选B。
第II卷(非选择题)
23. 法国化学家维克多·格利雅因发明了在有机合成方面用途广泛的格利雅试剂而荣获诺贝尔化学奖。格利雅试剂用卤代烃和金属镁在醚类溶剂中反应制得。
设R为烃基,已知RX + MgRMgX(格利雅试剂)
认真阅读以下合成路线图,回答有关问题:
(1)反应I的反应类型为________________
(2)写出A、C、F的结构简式
A________________、C___________________、F____________________
(3)H是E的同分异构体,H既可以与溴水发生加成反应,又可以遇FeCl3溶液显紫色,且苯环上的一氯代物有2种。则H的名称为___________________
(4)写出反应Ⅱ化学方程式:_________________________________________________________
【答案】 ①. 氧化反应 ②. CH3CHO ③. ④. ⑤. 对乙烯基苯酚 ⑥.
【解析】
【详解】由题给信息可知A为CH3CHO,B为溴苯,C为,则D为,氧化生成E,E为,E与反应生成F,F为,G为,G在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成。
(1)根据流程图,反应I中氧化生成E,故答案为氧化反应;
(2)根据上述分析,A、C、F的结构简式分别为CH3CHO、、,故答案为CH3CHO;;;
(3)H是E()的同分异构体,H既可以与溴水发生加成反应,含有碳碳双键,又可以遇FeCl3溶液显紫色,含有酚羟基,且苯环上的一氯代物有2种,则H为,名称为对乙烯基苯酚,故答案为对乙烯基苯酚;
(4)反应Ⅱ为G()在浓硫酸加热条件下发生消去反应,反应的化学方程式为,故答案为。
点睛:本题考查了有机合成与推断,本题的难度中等。本题的难点是理解题干信息中格利雅试剂与碳氧双键的反应原理。本题的易错点为(3),要注意根据官能团的性质判断出H含有的结构特征书,写出H的结构简式再命名。
24. 氯苯是重要的有机化工产品,是染料、医药、有机合成的中间体,工业上常用“间歇法”制取。反应原理、实验装置图(加热装置都已略去)如下:
已知:氯苯为无色液体,沸点132.2℃,常温下不与氢氧化钠溶液反应。
回答下列问题:
(1)A反应器是利用实验室法制取氯气,中空玻璃管B的作用是____。冷凝管中冷水应从____(填“a”或“b”)处通入。
(2)把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器C中(内有相当于苯量1%的铁屑作催化剂),加热维持反应温度在40℃~60℃为宜,温度过高会生成二氯苯。
①对C加热的方法是____(填序号)。
A.酒精灯加热 B.酒精喷灯加热 C.水浴加热
②D出口的气体成分有HCl、Cl2和____。
(3)C反应器反应完成后,工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥,才能蒸馏。碱洗之前要水洗的目的是洗去部分无机物,同时减少碱的用量,节约成本。写出用10%氢氧化钠碱洗时可能发生的化学反应方程式:____________(写两个即可)。
(4)上述装置图中A、C反应器之间,需要增添一个U形管,其内置物质是_____。
(5)工业生产中苯的流失情况如下:
项目
二氯苯
尾气
不确定苯耗
流失总量
苯流失量(kg/t)
13
24.9
51.3
89.2
则1t苯可制得成品为_____t(只要求列式)。
【答案】(1) ①. 平衡气压 ②. a
(2) ①. C ②. 苯蒸气
(3)HCl+NaOH=NaCl+H2O;FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl;Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+ H2O(任写两个)
(4)五氧化二磷 (5)
【解析】
【分析】利用装置A通过实验室制备氯气的方法如加热二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气,通入装置C中与苯反应制备氯苯,通过蒸馏回流,制得的氯苯提纯和分析;
【小问1详解】
玻璃管B伸入液面下,装置内压强过大时,可以用于平衡气压;采取逆流原理通入冷凝水,使冷凝管充满冷凝水,充分冷却,即冷凝水由a口流入,由b口流出。
【小问2详解】
①反应器C加热控制反应温度在40~60℃,应利用水浴加热。
②由于苯易挥发,反应产生的HCl,且有未反应的氯气,D出口气体中含有HCl、苯蒸汽、氯气。
【小问3详解】
②催化剂氯化铁与氢氧化钠反应,生成HCl会与氢氧化钠反应,溶解的氯气也会与去氧化钠反应,反应方程式分别为HCl+NaOH=NaCl+H2O、FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl、Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+ H2O。
【小问4详解】
A、C反应器之间需要增添U形管,干燥生成的氯气,可以用五氧化二磷或氯化钙等。
【小问5详解】
苯的总流失量为89.2kg/t,故1t苯中参加反应的苯的质量为(1t-0.0892t),由苯与氯苯质量之比为78:112.5,可知生成氯苯质量为t。
25. 锂被誉为“高能金属”,废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示:
已知:①Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,LiCoO2难溶于水,具有强氧化性;
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH值如下表所示:
Al3+
Fe3+
Fe2+
Co2+
开始沉淀的pH
4.0
2.7
7.6
7.0
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.6
9.0
回答下列问题:
(1)写出“碱溶”时发生主要反应的离子方程式:____________________________________。
(2)为提高“酸溶”的浸出速率,可采取的措施有___________________________(任写一种)。
(3)“酸溶”时,LiCoO2发生的主要反应的离子方程式为_____________________________;若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,缺点是___________________________________。
(4)用氨水调节pH的范围为____________,若“沉钴”后溶液中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等体积的Na2CO3溶液后,沉淀中的Li元素占原Li元素总量的90%,则“沉锂”后溶液中c()=__________mol·L-1。
(5)该流程涉及多次过滤,实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为________________。
(6)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式:____________________________________。
【答案】 ①. ②. 粉碎、搅拌、适当升温、适当增大硫酸的浓度(任写一种) ③. LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2↑ ④. Cl-被氧化成Cl2,污染空气 ⑤. 3.7≤pH<7.0 ⑥. 0.04 ⑦. 沿玻璃棒向漏斗中加水浸没沉淀,静置,待水自然流下,重复2~3次 ⑧.
【解析】
【分析】“碱溶”时,Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,过滤除去NaAlO2,得含LiCoO2、Fe固体;
“酸溶”时,LiCoO2、Fe被溶解,通过“调pH”并过滤除去Fe3+;
“沉钴”并过滤得CoCO3固体和含Li+溶液;
“沉锂”并过滤得Li2CO3,据此解答。
【详解】(1)“碱溶”时,Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,反应的离子方程式为,故答案为:;
(2)粉碎、搅拌、适当升温、适当增大硫酸浓度均能提高“酸溶”的浸出速率,故答案为:粉碎、搅拌、适当升温、适当增大硫酸的浓度(任写一种);
(3)结合分析可知,“酸溶”时,LiCoO2转化为Li+、Co2+、H2O,Co元素化合价降低,则还有O2生成,所以发生反应的离子方程式为2 LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2↑,若用浓HCl代替硫酸,则Cl-被氧化成Cl2,污染空气,故答案为:2 LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2↑;Cl-被氧化成Cl2,污染空气;
(4)用氨水调节pH的目的是将Fe3+沉淀而不沉淀Co2+,结合表格可知,pH范围为3.7≤pH<7.0,“沉钴”后溶液中c(Li+)=4 mol·L-1,沉淀中的Li元素占原Li元素总量的90%,则溶液中Li+浓度c=×10%=0.2mol·L-1,Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,则“沉锂”后溶液中c()=mol·L-1=0.04 mol·L-1,故答案为:3.7≤pH<7.0;0.04;
(5)过滤后洗涤沉淀的操作为沿玻璃棒向漏斗中加水浸没沉淀,静置,待水自然流下,重复2~3次,故答案为:沿玻璃棒向漏斗中加水浸没沉淀,静置,待水自然流下,重复2~3次;
(6)结合电荷守恒、原子守恒可知“沉钴”过程中发生反应的离子方程式,故答案为:。
26. CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题:
(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
①已知:CH4(g) +H2O(g)=CO(g) +3H2(g) △H= +206.2 kJ·mol-1
CO2(g) +4H2(g)=CH4(g) +2H2O(g) ∆H= - 165.0kJ· mol-1
过程I的热化学方程式为______
②关于上述过程II的说法不正确的是_______(填字母)。
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离 b.可表示为CO2 +H2=H2O(g) +CO
c.CO未参与反应 d.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的∆H
(2)工业上还可以利用甲烷生产氢氰酸( HCN) ,其反应为:CH4(g) + NH3(g)HCN(g) +3H2(g) ∆H>0。在一定温度下,向2 L恒容密闭容器中加入n mol CH4和2 mol NH3。
①能表示上述反应达到平衡状态的是______。 (填字母)。
a.单位时间内断裂4molC—H的同时生成3molH—H
b.容器内的总压强保持不变
c.混合气体密度保持不变
d.混合气体的平均摩尔质量保持不变
e.NH3浓度保持不变
②平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示,CH4的转化率: (a)____ (b)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20 kPa、25 kPa,加入Ni/—Al2O3催化剂并加热至1123 K使其发生反应CH4(g) +CO2(g)2CO(g) +2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO) =1.3×10-2 ·p(CH4) ·p(CO2) mol∙kPa2∙s-1,某时刻测得p(CO) =20 kPa,则p(CO2) =______kPa, v(CO2) =______mol∙kPa2∙s-1
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=_____。(各物质的分压代替物质的量浓度计算)
【答案】 ①. CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ∆H= +247.4 kJ· mol-1 ②. cd ③. bde ④. > ⑤. 15 ⑥. 0.975 ⑦.
【解析】
【分析】根据盖斯定律,由已知热化学方程式求出所求热化学方程式;由题中图示可知,过程I的反应分两步,依据各步反应可判断;根据催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡移动,则使用不同的催化剂,达平衡时CH4转化率是一样的予以判断;根据化学平衡"三段式”计算CO2的分压,v(CO) 、Kp的值。
【详解】(1)①据CH4超干重整CO2的催化转化图,过程I的化学反应为CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+ 2H2(g)。根据CH4(g) +H2O(g)=CO(g) +3H2(g) △H= +206.2 kJ·mol-1①CO2(g) +4H2(g)=CH4(g) +2H2O(g) ∆H= - 165.0kJ· mol-1②,根据盖斯定律,由①×2+②得过程I的热化学方程式:CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+ 2H2(g) △H= + 247.4 kJ·mol-1,故答案为:CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+ 2H2(g) △H= + 247.4 kJ·mol-1;
②过程II物质变化为:左上(CO、H2、 CO2)+右下(惰性气体)→左下(H2O)+右上(CO、惰性气体),总反应为H2+CO2-=H2O(g)+CO, Fe3O4、 CaO 为总反应的催化剂,能降低反应的活化能,但不能改变反应的△H,故a、b正确,c、d错误,故答案为:cd;
(2) ①a.断裂CH和生成H-H都表示正反应方向,不能说明达到平衡状态; b.根据PV=nRT可得:容器内总压强不变时说明总物质的量也保持不变,达到平衡状态;c.根据密度定义式,容器内气体质量守恒,容积恒定,密度为恒不变量,不能说明达到平衡状态; d.根据M=m/n,气体质量守恒,当平均摩尔质量保持不变时,总物质的量也不变,说明达到平衡状态; e.当某组分浓度保持不变时,说明达到平衡状态,故答案为:bde;
②增大氨气通入量,平衡向正反应方向移动,但氨气转化率降低,故答案为:> ;
(3) ①根据气态方程PV=nRT,恒温恒容时某组分气体的分压与其物质的量成正比。则反应中分压为:
即某时刻p(CO2)=15kPa,p(CH4)=10kPa,代入,则v(CO2)=0.975mol·kPa·s-1,故答案为:15,0.975;
②设达到平衡时CH4的改变分压为xkPa,
根据题意,有 x=18。CH4(g)、 CO2(g)、 2CO(g)、2H2(g)的平衡分压依次是2kPa、7 kPa、36 kPa、36 kPa,代入,故答案为:。
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