内容正文:
命题预测
A组
(建议用时:45分钟 满分:64分)
1.(14分)工业上利用钛与铁可以制造多种新型合金材料,广泛用于航空、船舶、医疗、储能领域。
(1)基态核外价电子排布式为_______。
(2)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂,其化学式为。
①的电子式是_______;中含σ键数目为_______(用表示阿伏加德罗常数的值)。
②该配合物中存在的作用力类型有_______(填字母)。
A.金属键 B.离子键 C.共价键
D.配位键 E.氢键 F.范德华力
(3)研究表明用作光催化剂可将HCN、CO、等氧化为。下列说法正确的是______(选填序号)。
A.HCN、均为直线型分子,但分子极性不同
B.C、N、O的第一电离能依次增大
C.沸点比低得多,主要是因为分子间作用力较小。
D.C、N、O的电负性依次增大
(4)某含结晶水的亚铁盐的结构片段如图所示(球与球之间的短线代表单键或双键)。该结晶水合物的化学式为________。
(5)Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐的晶胞结构如图所示。该晶体中,和周围_______个相紧邻;若该晶胞的边长为apm,则晶胞的密度为_______(设为阿伏加德罗常数)。
2.(18分)以芳香族化合物A和有机物D为原料,制备有机物M和高聚物N的合成路线如图:
已知:Ⅰ.A→B是最理想的“原子经济性反应”
Ⅱ. (、表示COOH、氢原子或烃基)
(1)A中碳原子的杂化方式___________。
(2)B中官能团的名称是___________。
(3)F→H的反应类型是___________。
(4)E的结构简式是___________,N的分子式为___________。
(5)H生成N的化学方程式是___________。
(6)同时满足下列条件的B的同分异构体有___________种(不考虑立体异构);
①能发生银镜反应;②苯环上连有三个取代基。
满足上述条件且核磁共振氢谱图峰面积比为,写出其中一种可能的结构简式___________。
(7)参照上述合成路线和信息,以丙烯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线:___________。
3.(18分某实验小组探究浅黄色草酸亚铁晶体分解产物的装置如图所示。
请回答下列问题。
(1)仪器M的名称是___________。
(2)点燃酒精灯之前,先通入,其目的是___________。
(3)装置C的作用是___________,F中试剂为___________。
(4)如果实验中观察到装置C、H变浑浊,装置E不变浑浊,可以得出实验结论:装置A中分解的气体产物一定有___________(填化学式)。
(5)在300℃、500℃下进行上述实验,装置A中分别得到甲、乙两种黑色粉末,进行实验并观察到现象如表所示。
实验
操作及现象
①
用强磁铁接近甲,无明显现象;将黑色粉末溶于稀硫酸,滴加溶液,产生蓝色沉淀
②
用强磁铁接近乙,吸起部分粉末,将吸起来的粉末投入盐酸中,产生气泡;将剩余黑色粉末溶于稀硫酸,滴加溶液,产生蓝色沉淀
根据上述实验,实验①产生蓝色沉淀的离子方程式为___________。
(6)A中固体完全反应后,持续通入,熄灭G处酒精灯之前,先___________(填“断开”或“不断开”)G和H之间的导管。
(7)草酸亚铁晶体的测定。准确称取W g样品于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,用溶液滴定至终点,消耗溶液b mL。滴定反应:(未配平)。
①滴定终点的现象___________。
②该样品中草酸亚铁晶体质量为___________g。
③若滴定管在滴定前没有气泡,滴定后产生气泡,测得结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
4.(14分)研究氨及其化合物对于工农业生产有着重要意义,回答下列问题。
(1)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如下图所示,其中吸附在铁催化剂表面上的物种用“*”标注。
①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为___________。
②利于合成氨反应自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。
③___________(用图中字母表示)。
(2)密闭容器中,进行合成氨反应,起始时,不同温度(T)下平衡混合物中物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
①A点的温度迅速从变为,则此时浓度商Q___________(填“>”“<”或“=”)。
②已知:为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。计算___________。
(3)电位滴定法的原理为在化学计量点附近,待测离子浓度的变化引起电极电位的突跃,从而确定滴定终点。室温下,用的溶液滴定相同浓度的溶液,通过电位滴定法获得电极电位的变化与滴入溶液体积的关系如图所示。
已知:b点溶液;的电离平衡常数为。
①从开始滴定到a点发生的离子方程式为___________
②a、b、c三点水的电离程度最小的为___________点。
③c点溶液的pH___________10(填“>”“<”或“=”)。
B组
(建议用时:45分钟 满分:64分)
1.(18分)ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为___________,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为___________。
(2)俗称电石,该化合物中含有离子键和___________(填“极性键”、“非极性键”和“配位键”)。
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是___________,硅原子的杂化轨道类型为___________。
(4)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。
其中Pb的配位数为___________。设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为___________(列出计算式)。
(5)早在青铜器时代,人类就认识了锡,锡的卤化物熔点数据如下表。
物质
熔点/℃
442
29
143
结合变化规律说明原因___________。
(6)生产中可利用制备,试写出该反应的化学方程式___________,并简述利用制备的方法___________。
(7)含有浓度为0.005 mol/L的溶液,通入至饱和(浓度为0.1 mol/L)使生成PbS沉淀,PbS沉淀后溶液的___________。(已知;的,)
2.(14分)药物Z的研发具有重要的意义,它的一种合成路线如下(略去部分试剂和条件)。
已知:①
②
③
(1)A的名称为___________。
(2)B中官能团的名称为___________。
(3)E的结构简式为___________。
(4)F生成Z的过程中,第一步和第二步的总反应化学方程式为:___________,第三步的反应类型为___________。
(5)同时满足下列条件C的同分异构体有___________种。
①红外光谱显示含
②可与发生显色反应,1mol该物质能与2mol反应
③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种
④核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为1:2:2:2:2:6
(6)根据上述合成路线,完成下列问题。
①M的结构简式___________。
②N的结构简式___________。
3.(14分)我国长征系列火箭所用的推进剂中的燃料属肼类燃料。某小组在实验室用NaClO溶液和反应制备肼,并进行相关的性质探究实验。
Ⅰ.制备(如图所示)
(1)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(2)装置C中盛放的试剂是_______(填化学式)。
(3)制备的离子方程式为_______。
(4)当反应结束时,关闭止水夹K,装置B可以观察到的实验现象为_______。
(5)C装置的溶液中含有0.4mol溶质,向C装置中通入足量的,并通入标准状况下13.44L 。从C中蒸馏分离得到3.6g液态肼,则该实验中肼的实验产率为_______。
Ⅱ.探究水合肼的还原性与碱性。将制得的肼分离提纯后,进行如图所示实验。
【查阅资料】AgOH在溶液中不稳定,易分解生成黑色的,可溶于氨水。
【提出假设】黑色固体可能是Ag、中的一种或两种。
【实验验证】设计如下方案,进行实验:
(6)请完成表中的空白部分。
操作
现象
实验结论
ⅰ.取少量黑色固体于试管中,加入少量①_______
黑色固体部分溶解
黑色固体有
ⅱ.另取少量黑色固体于试管中,加入足量稀硝酸,振荡
②_______
黑色固体是Ag和
4.(18分)研究之间的转化对减缓对环境的污染具有理论指导作用。回答下列问题:
(1)已知:
若某反应的平衡常数表达式:,写出该反应的热化学方程式:___________。
该反应自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)某同学利用如图所示的装置对可逆反应平衡体系进行探究。
①关闭止水夹,保持温度不变,用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量NO2,则此时反应的浓度商Q___________K(填“>”“<”或“=”),再次达平衡时,甲烧杯中烧瓶内气体颜色比原来___________(填“深”“浅”或“不变”),的转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②打开止水夹,待两侧烧瓶内气体颜色完全相同时,关闭止水夹,向乙烧杯中加入晶体,观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅,则反应的___________0(填“>”“<”或“=”)。
(3)现将一定量和的混合气体通入体积为的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,Y表示浓度随时间的变化曲线。
①a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是___________。
②内用表示的平均化学反应速率是___________。
③据图分析,在时,可能改变的条件是___________。
C组
(建议用时:45分钟 满分:64分)
1.(14分)锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:
(1)Mn在元素周期表中位于第_____周期_____族;同周期中,基态原子未成对电子数比多的元素是_____(填元素符号)。
(2)(见图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为_____;中咪唑环存在大键,则原子采取的轨道杂化方式为_____。
(3)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。其中的配位数为_____。设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为_____(列出计算式)。
(4)可作转化为的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是_____。
2.(18分)化合物X是一种临床治疗高血脂症的药物。X的合成路线如下(部分反应条件和试剂略)。
已知:(和代表烷基)
回答下列问题:
(1)试剂Ⅱ的化学名称是___________。
(2)F含有的官能团名称是___________。
(3)1molC与溴水反应,最多消耗___________mol。
(4)H的结构简式是___________。
(5)试剂Ⅲ为单碘代烷烃,其结构简式是___________。
(6)试剂I蒸气密度是相同状态下甲烷密度的2倍,试剂I中各元素的质量分数分别为:碳37.5%,氢12.5%,氧50%。试剂I的结构简式是___________。
(7)A与乙二醇在催化剂的作用下发生聚合反应的化学方程式是___________。
(8)若M为C的同系物,且比C多一个碳原子,则符合条件的M的同分异构体有___________种。
a.能与FeCl3发生显色反应 b.苯环上有三个取代基
(9)HOOCCOOH与A互为同系物,写出以乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备HOOCCOOH的合成路线:___________。
3.(16分)实验室制备氯气并利用氯气制备含氯消毒剂。回答下列问题:
Ⅰ.实验室利用图1制备氯气
(1)X的名称是_______。
(2)A中发生反应的化学方程式是_______。
Ⅱ.实验室中利用图2装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO。
(已知:氯气与热的氢氧化钠溶液反应生成NaClO3与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaClO)
(3)a中发生反应的离子反应化学方程式是_______。
(4)b中采用冰水冷却的目的是_______。
Ⅲ.亚氯酸钠是一种高效的消毒剂和漂白剂,可由制得。
(5)已知饱和溶液在不同温度时析出的晶体情况如下表:
温度
<38℃
38~60℃
>60℃
析出
晶体
NaClO2
分解成NaClO3
和NaCl
利用溶液制得晶体的操作步骤:_______;38-60℃范围内冷却结晶;_______;38~60℃的温水洗涤;低于60℃干燥。
(6)测定上述制备的固体中纯度(假设杂质不参与反应):取2.5 g样品溶于水配成500 mL溶液,取10 mL该溶液于锥形瓶中,加入足量酸化的KI溶液(被还原为Cl-),淀粉溶液作指示剂,用的标准液滴定当看到_______现象时,表示达到滴定终点。经三次重复实验,消耗标准液体积平均值为20.00 mL,的纯度为_______。
4.(16分)一氯甲烷主要用于生产甲基氯硅烷,一氯乙烯主要用于生产聚氯乙烯等高聚物,1,2-二氯乙烷常用作有机溶剂和化工原料。回答下列问题。
Ⅰ.在加热或光照条件下,“甲烷-氯气”法得到一氯甲烷()是按自由基机理进行的,该反应涉及两个基元步骤①、②,其相对能量-反应历程如图1所示。
(1)已知键能为4.56eV,H-Cl键能为4.46eV,1eV相当于。则步骤①的焓变=_______;一氯取代反应的总焓变=_______(用、表示)。
Ⅱ.一氯乙烯()的工业生产方法之一是乙烯氯化裂解法,该方法分以下两个过程进行:
乙烯氯化加成:
1,2-二氯乙烷裂解:
(2)乙烯氯化加成反应可在_______(填“低温”或“高温”)条件下自发进行。
(3)在某恒压密闭容器中通入一定量的,仅发生1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢,实验测得的转化率随温度和反应时间的关系如图2所示。
①的数值由大到小的顺序为_______。
②若M点刚好达到平衡状态,则N点的_______(填“大于”“小于”或“等于”)。是以物质的量分数表示的平衡常数,则温度下1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢的反应的=_______(用分数表示)。
Ⅲ.一种电化学合成1,2-二氯乙烷的实验装置如图3所示。
(4)电解池中交换膜X是_______离子交换膜(填“阴”或“阳”),阴极的电极反应为_______。
1
4 / 20
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命题预测
A组
1.(1)3d5 (1分)
(2) (1分) (2分) BCD (2分)
(3)AD (2分)
(4) (2分)
(5)12 (2分) (2分)
2.(1)杂化和杂化 (2分)
(2)羟基、碳碳双键 (2分)
(3)酯化(取代)反应 (1分)
(4) (2分) (1分)
(5) (2分)
(6)16 (2分) 或 (2分)
(7) (4分)
3.(1)球形干燥管 (1分)
(2)排尽装置内的空气 (2分)
(3)检查是否有生成 (2分) 浓硫酸 (1分)
(4)CO和 (2分)
(5) (2分)
(6)不断开 (2分)
(7)滴入最后半滴高锰酸钾溶液,溶液变成浅紫红色(浅紫或浅红均可),且半分钟不褪色 (2分)
0.3bc (2分) 偏低 (2分)
4.(1) (2分) 低温 (1分) (2分)
(2)> (1分) (2分)
(3) (2分) c (2分) > (2分)
B组
1.(1)2 (1分) (2分)
(2)非极性键 (1分)
(3)C (1分) (1分)
(4)6 (2分) 或 (2分)
(5)属于离子晶体,、、属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高 (2分)
(6) (2分) 向中加入大量的水,并加热,趁热过滤,然后洗涤2~3次后再焙烧 (2分)
(7)2 (2分)
2.(1)间硝基苯酚或3-硝基苯酚 (1分)
(2)硝基、醚键 (2分)
(3) (2分)
(4) +CH3NH2+H2O (2分) 还原或加成 (1分)
(5)4种 (2分)
(6) (2分) (2分)
3.(1) (2分)
(2)NaOH溶液 (2分)
(3) (2分)
(4)广口瓶中液面下降,上部充满黄绿色气体,长颈漏斗中的液面上升 (2分)
(5)56.25% (2分)
(6)氨水 (2分) 黑色固体溶解,并有气体产生 (2分)
4.(1) (2分) 任何温度 (2分)
(2) < (2分) 深 (2分) 增大 (2分) < (2分)
(3)b (2分) (2分) 通入一定量的气体 (2分)
C组
1.(1)四 (1分) VIIB (1分) Cr (2分)
(2)正四面体 (2分) (2分)
(3) 6 (2分) (或) (2分)
(4)FDCA可以形成更多的氢键 (2分)
2.(1)1,3-二溴丙烷 (1分)
(2)酯基、醚键 (1分)
(3)2 (2分)
(4) (2分)
(5) (2分)
(6) (2分)
(7)+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O (2分)
(8)10 (2分)
(9)OHCCHO (4分)
3.(1)圆底烧瓶 (2分)
(2) (2分)
(3) (2分)
(4)防止副产物(NaClO3)的发生 (2分)
(5)在60℃以下蒸发浓缩 (2分) 过滤 (2分)
(6)滴入最后半滴标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不褪色 (2分) 90.5% (2分)
4.(1)+9.65 (2分) (2分)
(2)低温 (2分)
(3) T1>T2>T3 (2分) 大于 (2分) (2分)
(4)阴 (2分) 2H2O+2e-=2OH-+H2↑ (2分)
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命题预测
A组
(建议用时:45分钟 满分:64分)
1.(14分)工业上利用钛与铁可以制造多种新型合金材料,广泛用于航空、船舶、医疗、储能领域。
(1)基态核外价电子排布式为_______。
(2)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂,其化学式为。
①的电子式是_______;中含σ键数目为_______(用表示阿伏加德罗常数的值)。
②该配合物中存在的作用力类型有_______(填字母)。
A.金属键 B.离子键 C.共价键
D.配位键 E.氢键 F.范德华力
(3)研究表明用作光催化剂可将HCN、CO、等氧化为。下列说法正确的是______(选填序号)。
A.HCN、均为直线型分子,但分子极性不同
B.C、N、O的第一电离能依次增大
C.沸点比低得多,主要是因为分子间作用力较小。
D.C、N、O的电负性依次增大
(4)某含结晶水的亚铁盐的结构片段如图所示(球与球之间的短线代表单键或双键)。该结晶水合物的化学式为________。
(5)Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐的晶胞结构如图所示。该晶体中,和周围_______个相紧邻;若该晶胞的边长为apm,则晶胞的密度为_______(设为阿伏加德罗常数)。
【答案】(1)3d5 (1分)
(2) (1分) (2分) BCD (2分)
(3)AD (2分)
(4) (2分)
(5)12 (2分) (2分)
【详解】(1)铁是26号元素,Fe3+的基态核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d5;价电子排布式为3d5;
(2)①中存在碳氮三键,电子式是;配位键是σ键,1个中存在1个σ键,中含σ键数目为;
②和之间是离子键,与之间是配位键,中存在共价键,不存在金属键、氢键、范德华力等作用力,故选BCD;
(3)A.、中碳都是sp杂化,空间结构都是直线型,其中是极性分子,是非极性分子,A正确;
B.同周期从左到右,第一电离能呈增大趋势,其中N元素的2p为半满的稳定结构,第一电离能比O大,B错误;
C.可形成分子间氢键,沸点较高,则沸点比低得多,主要是因为可形成分子间氢键,C错误;
C.同周期从左到右,非金属性增强,电负性增大,故C、N、O的电负性依次增大,D正确;
故选AD;
(4)由给出的结构片段可辨识为含草酸根的亚铁盐并含结晶水,该结晶水合物的化学式为;
(5)由晶胞结构图可知,体心为Ca2+,面心为O2-,该晶体中每个顶点Ti4+与面心的O2-相邻,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用,晶体中,Ti4+和周围紧相邻O2-数目为3×=12,该晶体中,Ti4+和周围12个O2-相紧邻;如图晶胞中Ti4+为8×=1,Ca2+为1,O2-为6×=3,晶胞的边长为apm,密度ρ=。
2.(18分)以芳香族化合物A和有机物D为原料,制备有机物M和高聚物N的合成路线如图:
已知:Ⅰ.A→B是最理想的“原子经济性反应”
Ⅱ. (、表示COOH、氢原子或烃基)
(1)A中碳原子的杂化方式___________。
(2)B中官能团的名称是___________。
(3)F→H的反应类型是___________。
(4)E的结构简式是___________,N的分子式为___________。
(5)H生成N的化学方程式是___________。
(6)同时满足下列条件的B的同分异构体有___________种(不考虑立体异构);
①能发生银镜反应;②苯环上连有三个取代基。
满足上述条件且核磁共振氢谱图峰面积比为,写出其中一种可能的结构简式___________。
(7)参照上述合成路线和信息,以丙烯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线:___________。
【答案】(1)杂化和杂化 (2分)
(2)羟基、碳碳双键 (2分)
(3)酯化(取代)反应 (1分)
(4) (2分) (1分)
(5) (2分)
(6)16 (2分) 或 (2分)
(7) (4分)
【分析】
芳香族化合物A与CH≡CCH3反应生成B,A→B是最理想的“原子经济性反应”,由B的结构简式知,A的结构为;B与H2在催化剂、加热条件下发生加成反应生成C,C与G反应生成M,结合G、M的结构简式知,C的结构为;D与HCN/H+发生题给已知Ⅱ的反应生成E,E的结构为,E在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成F,F的结构为,F与H2在催化剂/加热条件下发生加成反应生成G;F与CH3OH在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成H,H的结构为,H发生加聚反应生成N。
【详解】(1)由A的结构可知,A中苯环上的碳为sp2杂化,甲基上的碳为sp3杂化,所以A中碳原子的杂化方式为杂化和杂化;
(2)由B的结构简式知,B中官能团的名称为碳碳双键、(酚)羟基;
(3)根据分析,F与CH3OH发生酯化反应生成H,酯化反应也是一种取代反应;
(4)
根据分析,E的结构简式为 ,由N的结构简式可知,N的分子式为;
(5)H发生加聚反应生成N,反应的化学方程式为n;
(6)
B的分子式为C10H12O、不饱和度为5;B的同分异构体能发生银镜反应说明含—CHO,苯环上连有三个取代基,三个取代基可以为①—CHO、—CH3CH2和—CH3(先写出其中两个取代基,有邻、间、对三种位置,用第三个取代基代替苯环上的H,依次有4、4、2种,共10种);②—CH2CHO和2个—CH3(先写出2个—CH3,有邻、间、对三种位置,用—CH2CHO代替苯环上的H,依次有2、3、1种,共6种),符合条件的B的同分异构体有10+6=16种;满足上述条件且核磁共振氢谱图峰面积比为1∶1∶2∶2∶6的结构简式为、 ;
(7) 的单体为,对比丙烯(CH2=CHCH3)与的结构简式,结合题给已知Ⅱ,CH2=CHCH3先与H2O在催化剂、高温、高压条件下发生加成反应生成,发生催化氧化反应生成,与HCN/H+反应生成,发生缩聚反应生成,合成路线为 。
3.(18分某实验小组探究浅黄色草酸亚铁晶体分解产物的装置如图所示。
请回答下列问题。
(1)仪器M的名称是___________。
(2)点燃酒精灯之前,先通入,其目的是___________。
(3)装置C的作用是___________,F中试剂为___________。
(4)如果实验中观察到装置C、H变浑浊,装置E不变浑浊,可以得出实验结论:装置A中分解的气体产物一定有___________(填化学式)。
(5)在300℃、500℃下进行上述实验,装置A中分别得到甲、乙两种黑色粉末,进行实验并观察到现象如表所示。
实验
操作及现象
①
用强磁铁接近甲,无明显现象;将黑色粉末溶于稀硫酸,滴加溶液,产生蓝色沉淀
②
用强磁铁接近乙,吸起部分粉末,将吸起来的粉末投入盐酸中,产生气泡;将剩余黑色粉末溶于稀硫酸,滴加溶液,产生蓝色沉淀
根据上述实验,实验①产生蓝色沉淀的离子方程式为___________。
(6)A中固体完全反应后,持续通入,熄灭G处酒精灯之前,先___________(填“断开”或“不断开”)G和H之间的导管。
(7)草酸亚铁晶体的测定。准确称取W g样品于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,用溶液滴定至终点,消耗溶液b mL。滴定反应:(未配平)。
①滴定终点的现象___________。
②该样品中草酸亚铁晶体质量为___________g。
③若滴定管在滴定前没有气泡,滴定后产生气泡,测得结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)球形干燥管 (1分)
(2)排尽装置内的空气 (2分)
(3)检查是否有生成 (2分) 浓硫酸 (1分)
(4)CO和 (2分)
(5) (2分)
(6)不断开 (2分)
(7)滴入最后半滴高锰酸钾溶液,溶液变成浅紫红色(浅紫或浅红均可),且半分钟不褪色 (2分)
0.3bc (2分) 偏低 (2分)
【分析】本实验将草酸亚铁晶体(FeC2O4⋅2H2O)加热,而后验证其分解产物,先通过CuSO4验证是否有水生成,通入C中的澄清石灰水验证是否有CO2生成,D除去CO2,E中澄清石灰水验证CO2是否除尽,F除去水蒸气,在G中反应,看产物能否使H中的澄清石灰水变浑浊,从而验证产物中是否有一氧化碳,最后尾气处理,据此分析回答问题。
【详解】(1)由图示可知,仪器M的名称是球形干燥管;
(2)如果产物中有一氧化碳,与空气混合加热时会发生危险,故点燃酒精灯之前,先通入N2,其目的是排尽装置内的空气;
(3)由以上分析可知,装置C的作用是检查是否有CO2生成;装置F的作用是除去水蒸气,故所装液体试剂为浓硫酸;
(4)如果实验中观察到C,说明有二氧化碳生成,E不变浑浊、H变浑浊,说明产物中存在一氧化碳,故可以得出实验结论:A装置中分解的气体产物一定有CO和CO2;
(5)由题干信息可知,将黑色粉末溶于稀硫酸,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明有Fe2+,实验①产生蓝色沉淀的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3−=KFe[Fe(CN)6]↓;
(6)熄灭G处酒精灯之前,为防止倒吸,先不断开G和H之间的导管;
(7)滴定终点的现象为:滴入最后半滴高锰酸钾溶液,溶液变成浅紫红色(浅紫或浅红均可),且半分钟不褪色;反应的方程式为
,则,,
g;若滴定管在滴定前没有气泡,滴定后产生气泡,会导致标准液的体积b偏小,导致测定结果偏低。
4.(14分)研究氨及其化合物对于工农业生产有着重要意义,回答下列问题。
(1)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如下图所示,其中吸附在铁催化剂表面上的物种用“*”标注。
①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为___________。
②利于合成氨反应自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。
③___________(用图中字母表示)。
(2)密闭容器中,进行合成氨反应,起始时,不同温度(T)下平衡混合物中物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
①A点的温度迅速从变为,则此时浓度商Q___________(填“>”“<”或“=”)。
②已知:为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。计算___________。
(3)电位滴定法的原理为在化学计量点附近,待测离子浓度的变化引起电极电位的突跃,从而确定滴定终点。室温下,用的溶液滴定相同浓度的溶液,通过电位滴定法获得电极电位的变化与滴入溶液体积的关系如图所示。
已知:b点溶液;的电离平衡常数为。
①从开始滴定到a点发生的离子方程式为___________
②a、b、c三点水的电离程度最小的为___________点。
③c点溶液的pH___________10(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) (2分) 低温 (1分) (2分)
(2)> (1分) (2分)
(3) (2分) c (2分) > (2分)
【详解】(1)由图知,该反应历程中最大活化能对应步骤为过渡态四,即与反应生成,化学方程式为:;由图可知,为分子数减少的放热反应,即,当反应能自发进行,由此可知,利于合成氨反应自发进行的条件是低温条件;
一个反应, 相对能量为,,的
(2)由图可知,相同压强下达平衡时,时氨气含量更高,说明温度,则A点的温度迅速从变为,反应逆向进行,此时浓度商;反应中,由图可知,A、B两点氨、氢气、氮气的物质的量分数均相同,则
(3)滴定时先与反应,a点为被完全中和的计量点,故滴定到a点发生的离子方程式为;a点溶液含有硫酸铵,铵根水解促进水电离,b点pH=7水电离程度接近纯水,c点溶液中有氨水,会抑制水的电离,故水的电离程度最小的点为c点;c点为完全反应生成NH3·H2O,由于浓度相等,氢氧化钠溶液的体积应当是原硫酸氢铵溶液体积的两倍,即总体积是原来3倍,故滴定到c点氨水浓度约为,,,,故c点溶液的。
B组
(建议用时:45分钟 满分:64分)
1.(18分)ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为___________,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为___________。
(2)俗称电石,该化合物中含有离子键和___________(填“极性键”、“非极性键”和“配位键”)。
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是___________,硅原子的杂化轨道类型为___________。
(4)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。
其中Pb的配位数为___________。设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为___________(列出计算式)。
(5)早在青铜器时代,人类就认识了锡,锡的卤化物熔点数据如下表。
物质
熔点/℃
442
29
143
结合变化规律说明原因___________。
(6)生产中可利用制备,试写出该反应的化学方程式___________,并简述利用制备的方法___________。
(7)含有浓度为0.005 mol/L的溶液,通入至饱和(浓度为0.1 mol/L)使生成PbS沉淀,PbS沉淀后溶液的___________。(已知;的,)
【答案】(1)2 (1分) (2分)
(2)非极性键 (1分)
(3)C (1分) (1分)
(4)6 (2分) 或 (2分)
(5)属于离子晶体,、、属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高 (2分)
(6) (2分) 向中加入大量的水,并加热,趁热过滤,然后洗涤2~3次后再焙烧 (2分)
(7)2 (2分)
【详解】(1)ⅣA族元素基态价电子排布为,轨道2个电子为未成对电子,故未成对电子数为2;最外层共4个电子,最高正化合价等于最外层电子数,为+4价。
(2)由和构成,中两个C原子之间为同种原子形成的非极性共价键。
(3)聚甲基硅烷含元素,电负性顺序为,故电负性最大的是C;该结构中Si原子形成4个键,无孤电子对,杂化类型为杂化。
(4)PbS为NaCl型晶胞,NaCl型晶体中离子配位数均为6,故Pb的配位数为6;晶胞中和分别为、,晶胞质量为,晶胞边长,体积为,密度。
(5) 根据表格熔点变化规律,熔点远高于其他三种,说明为离子晶体,其余为分子晶体,分子晶体熔点随相对分子质量增大而升高。
(6)水解生成偏锡酸水合物和HCl;化学方程式:;加热灼烧脱去结晶水即可得到,故方法是:向中加入大量的水,并加热,趁热过滤,然后洗涤2~3次后再焙烧。
(7)反应为,完全沉淀生成,验证得可完全沉淀,故。
2.(14分)药物Z的研发具有重要的意义,它的一种合成路线如下(略去部分试剂和条件)。
已知:①
②
③
(1)A的名称为___________。
(2)B中官能团的名称为___________。
(3)E的结构简式为___________。
(4)F生成Z的过程中,第一步和第二步的总反应化学方程式为:___________,第三步的反应类型为___________。
(5)同时满足下列条件C的同分异构体有___________种。
①红外光谱显示含
②可与发生显色反应,1mol该物质能与2mol反应
③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种
④核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为1:2:2:2:2:6
(6)根据上述合成路线,完成下列问题。
①M的结构简式___________。
②N的结构简式___________。
【答案】(1)间硝基苯酚或3-硝基苯酚 (1分)
(2)硝基、醚键 (2分)
(3) (2分)
(4) +CH3NH2+H2O (2分) 还原或加成 (1分)
(5)4种 (2分)
(6) (2分) (2分)
【分析】A的不饱和度为5,除了苯环外还有1个不饱和度,根据D的苯环取代基处于间位,则A的结构简式为,A中酚羟基和的溴原子发生取代反应生成B,则B的结构简式为,B中硝基被还原为氨基,则C的结构简式为,C发生已知信息①的反应生成D,D和E发生取代反应生成F,则E的结构简式为,F发生已知信息②的反应生成Z,据此解答。
【详解】(1)根据分析可知,A的结构简式为,名称为间硝基苯酚或3-硝基苯酚;
(2)根据分析可知,B的结构简式为,官能团的名称为醚键、硝基;
(3)根据分析可知,E的结构简式为;
(4)F生成Z的过程中,第一步是氨基和醛基的加成反应得到羟基,第二步是羟基的消去反应得到碳氮双键,总反应化学方程式为:+CH3NH2+H2O;
(5)C的分子式为,不饱和度为4,满足①红外光谱显示含,②可与发生显色反应,说明含有酚羟基,则其余结构均为饱和结构,1 mol该物质能与2 mol反应,说明含有2个酚羟基,③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种,说明取代基的结构对称(如两个对称的酚羟基),④核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为1:2:2:2:2:6,说明有2个结构对称的甲基,满足条件的结构简式为、、、,共4种。
(6)①根据已知信息②M中含有醛基,发生类似F→Z的反应,则M的结构简式为;
②根据已知信息③,氨基的氢原子可以和卤代烃发生取代反应,则N的结构简式为。
3.(14分)我国长征系列火箭所用的推进剂中的燃料属肼类燃料。某小组在实验室用NaClO溶液和反应制备肼,并进行相关的性质探究实验。
Ⅰ.制备(如图所示)
(1)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(2)装置C中盛放的试剂是_______(填化学式)。
(3)制备的离子方程式为_______。
(4)当反应结束时,关闭止水夹K,装置B可以观察到的实验现象为_______。
(5)C装置的溶液中含有0.4mol溶质,向C装置中通入足量的,并通入标准状况下13.44L 。从C中蒸馏分离得到3.6g液态肼,则该实验中肼的实验产率为_______。
Ⅱ.探究水合肼的还原性与碱性。将制得的肼分离提纯后,进行如图所示实验。
【查阅资料】AgOH在溶液中不稳定,易分解生成黑色的,可溶于氨水。
【提出假设】黑色固体可能是Ag、中的一种或两种。
【实验验证】设计如下方案,进行实验:
(6)请完成表中的空白部分。
操作
现象
实验结论
ⅰ.取少量黑色固体于试管中,加入少量①_______
黑色固体部分溶解
黑色固体有
ⅱ.另取少量黑色固体于试管中,加入足量稀硝酸,振荡
②_______
黑色固体是Ag和
【答案】(1) (2分)
(2)NaOH溶液 (2分)
(3) (2分)
(4)广口瓶中液面下降,上部充满黄绿色气体,长颈漏斗中的液面上升 (2分)
(5)56.25% (2分)
(6)氨水 (2分) 黑色固体溶解,并有气体产生 (2分)
【分析】制备N2H4时,打开止水夹K,装置A用浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气,将氯气通入装置C中的NaOH溶液,反应先得到NaClO溶液。装置D用氯化铵和氢氧化钙固体共热反应制取氨气,再将氨气通入装置C和NaClO溶液反应制备肼,据此解答。
【详解】(1)装置A中浓盐酸和二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为:;
(2)由分析可知,装置C中盛放的试剂是NaClO溶液;
(3)装置C中NaClO溶液与NH3反应制备肼,同时生成NaCl和H2O,反应的化学方程式为:NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O,其离子方程式为:;
(4)反应结束时,关闭止水夹K,装置A反应产生的Cl2进入盛有饱和食盐水的广口瓶,饱和食盐水可抑制Cl2在水中的溶解,导致广口瓶中气体压强增大,广口瓶中饱和食盐水被压入长颈漏斗,从而导致广口瓶中液面下降,长颈漏斗中的液面上升,在广口瓶上部充满黄绿色气体,则当反应结束时,关闭止水夹K,装置B可以观察到的实验现象为:广口瓶中液面下降,上部充满黄绿色气体,长颈漏斗中的液面上升;
(5)C装置的溶液中含有0.4 mol溶质,向C装置中通入足量的反应生成0.2 mol NaClO,,根据制备的反应()可知,NH3过量,用0.2 mol NaClO计算理论上生成,实际生成,则该实验中肼的实验产率为;
(6)①操作i的结论为黑色固体有Ag2O,现象为黑色固体部分溶解,根据题目所给信息可知,黑色的Ag2O可溶于氨水,所以取少量黑色固体于试管中,加入少量氨水;
②操作ii的结论为黑色固体是Ag和Ag2O。Ag可以被稀硝酸溶解,生成AgNO3、无色的NO气体和H2O,且氧化银也可以与稀硝酸反应生成AgNO3和H2O,所以另取少量黑色固体于试管中,加入足量稀硝酸,振荡,实验现象为:黑色固体溶解,并有气体产生。
4.(18分)研究之间的转化对减缓对环境的污染具有理论指导作用。回答下列问题:
(1)已知:
若某反应的平衡常数表达式:,写出该反应的热化学方程式:___________。
该反应自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)某同学利用如图所示的装置对可逆反应平衡体系进行探究。
①关闭止水夹,保持温度不变,用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量NO2,则此时反应的浓度商Q___________K(填“>”“<”或“=”),再次达平衡时,甲烧杯中烧瓶内气体颜色比原来___________(填“深”“浅”或“不变”),的转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②打开止水夹,待两侧烧瓶内气体颜色完全相同时,关闭止水夹,向乙烧杯中加入晶体,观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅,则反应的___________0(填“>”“<”或“=”)。
(3)现将一定量和的混合气体通入体积为的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,Y表示浓度随时间的变化曲线。
①a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是___________。
②内用表示的平均化学反应速率是___________。
③据图分析,在时,可能改变的条件是___________。
【答案】(1) (2分) 任何温度 (2分)
(2) < (2分) 深 (2分) 增大 (2分) < (2分)
(3)b (2分) (2分) 通入一定量的气体 (2分)
【详解】(1)根据原子守恒及平衡常数K的表达式可知,将反应②×2-①-③得反应2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)H,则H=2H2-H1-H3=2×(-393.5 kJ/mol)-(-114 kJ/mol)-(+181kJ/mol)=-854kJ/mol则有;该反应为放热()熵增反应(),自发进行的条件是,则在任何温度均可自发;
(2)①用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量,,c()增大,浓度商Q<K,平衡正向移动,但最终c()增大,气体颜色比原来深;结合反应可知,增大的量可视为增大压强,有利于反应正向进行,则的转化率增大;
②晶体溶解是吸收热量,使乙烧杯中温度降低,此时观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅,可知正向进行,则该反应为放热反应,<0;
(3)①由图可知,10-25min及30min之后X、Y的物质的量不发生变化,则相应时间段内的点处于化学平衡状态,即b处于化学平衡状态;
②由图象可知,25~30 minN2O4的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,所以;
③25min时,X的浓度增大,Y的浓度不变,只能是增大X的浓度,所以曲线发生变化的原因是增加NO2浓度。
C组
(建议用时:45分钟 满分:64分)
1.(14分)锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:
(1)Mn在元素周期表中位于第_____周期_____族;同周期中,基态原子未成对电子数比多的元素是_____(填元素符号)。
(2)(见图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为_____;中咪唑环存在大键,则原子采取的轨道杂化方式为_____。
(3)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。其中的配位数为_____。设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为_____(列出计算式)。
(4)可作转化为的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是_____。
【答案】(1)四 (1分) VIIB (1分) Cr (2分)
(2)正四面体 (2分) (2分)
(3) 6 (2分) (或) (2分)
(4)FDCA可以形成更多的氢键 (2分)
【详解】(1)Mn的原子序数为25,基态Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,位于元素周期表第四周期ⅦB族;Mn未成对电子数有5个,同周期中基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr,基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,有6个未成对电子;
(2)中B的价层电子对数为4+(3+1-4×1)=4,为sp3杂化;咪唑环存在大π键,结构为平面形,N原子形成3个σ键,杂化方式为sp2;
(3)由PbS晶胞结构图可知,一个晶胞中白球个数为,黑球个数为,故该晶胞中有4个Pb和4个S,距离每个Pb原子周围最近的S原子数均为6,因此Pb的配位数为6;设NA为阿伏加德罗常数的值,则NA个晶胞的质量为4×(207+32)g,NA个晶胞的体积为,因此该晶体密度为(或)
(4)FDCA分子中存在2个羧基,使得FDCA存在分子间氢键数目多于HMF,从而导致FDCA熔点远大于HMF。
2.(18分)化合物X是一种临床治疗高血脂症的药物。X的合成路线如下(部分反应条件和试剂略)。
已知:(和代表烷基)
回答下列问题:
(1)试剂Ⅱ的化学名称是___________。
(2)F含有的官能团名称是___________。
(3)1molC与溴水反应,最多消耗___________mol。
(4)H的结构简式是___________。
(5)试剂Ⅲ为单碘代烷烃,其结构简式是___________。
(6)试剂I蒸气密度是相同状态下甲烷密度的2倍,试剂I中各元素的质量分数分别为:碳37.5%,氢12.5%,氧50%。试剂I的结构简式是___________。
(7)A与乙二醇在催化剂的作用下发生聚合反应的化学方程式是___________。
(8)若M为C的同系物,且比C多一个碳原子,则符合条件的M的同分异构体有___________种。
a.能与FeCl3发生显色反应 b.苯环上有三个取代基
(9)HOOCCOOH与A互为同系物,写出以乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备HOOCCOOH的合成路线:___________。
【答案】(1)1,3-二溴丙烷 (1分)
(2)酯基、醚键 (1分)
(3)2 (2分)
(4) (2分)
(5) (2分)
(6) (2分)
(7)+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O (2分)
(8)10 (2分)
(9)OHCCHO (4分)
【分析】由反应条件可知,A和试剂I发生酯化反应生成B,结合A的结构简式和B的分子式可知试剂I的结构简式为CH3OH;C与NaOH反应得到D,D和试剂Ⅱ发生取代反应生成E,B和E发生取代反应生成F,F在碱性条件下发生酯的水解反应然后酸化生成G,则G为,G发生已知信息的反应原理得到H,H为,以此解答。
【详解】(1)试剂Ⅱ是二卤代烃,化学名称是1,3-二溴丙烷
(2)F含有的官能团名称是酯基、醚键。
(3)C中酚羟基邻对位上有H就可发生取代反应,1 molC与溴水反应最多消耗2 mol。
(4)根据分析,H的结构简式是。
(5)试剂Ⅲ为单碘代烷烃,对比H、X的结构简式可知试剂Ⅲ为CH3I。
(6)试剂I蒸气密度是相同状态下甲烷密度的2倍,试剂I的摩尔质量为,试剂I中各元素的质量分数分别为:碳37.5%,氢12.5%,氧50%,则n(C):n(H):n(O)= =1:4:1,结合摩尔质量,试剂Ⅰ的分子式为CH4O,试剂I为。
(7)A与乙二醇在催化剂的作用下发生聚合反应的化学方程式是+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O。
(8)M为C()的同系物,且比C多一个碳原子,故M分子式为,M的同分异构体能与FeCl3发生显色反应,故有酚羟基;苯环上有三个取代基,苯环上连有-OH、-CH3、-CH2CH3,三种不同的取代基,共10种。
(9)乙醇先发生消去反应生成乙烯,乙烯和Br2发生加成反应生成,发生水解反应生成,发生两步氧化反应生成HOOCCOOH,合成路线为:
OHCCHO。
3.(16分)实验室制备氯气并利用氯气制备含氯消毒剂。回答下列问题:
Ⅰ.实验室利用图1制备氯气
(1)X的名称是_______。
(2)A中发生反应的化学方程式是_______。
Ⅱ.实验室中利用图2装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO。
(已知:氯气与热的氢氧化钠溶液反应生成NaClO3与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaClO)
(3)a中发生反应的离子反应化学方程式是_______。
(4)b中采用冰水冷却的目的是_______。
Ⅲ.亚氯酸钠是一种高效的消毒剂和漂白剂,可由制得。
(5)已知饱和溶液在不同温度时析出的晶体情况如下表:
温度
<38℃
38~60℃
>60℃
析出
晶体
NaClO2
分解成NaClO3
和NaCl
利用溶液制得晶体的操作步骤:_______;38-60℃范围内冷却结晶;_______;38~60℃的温水洗涤;低于60℃干燥。
(6)测定上述制备的固体中纯度(假设杂质不参与反应):取2.5 g样品溶于水配成500 mL溶液,取10 mL该溶液于锥形瓶中,加入足量酸化的KI溶液(被还原为Cl-),淀粉溶液作指示剂,用的标准液滴定当看到_______现象时,表示达到滴定终点。经三次重复实验,消耗标准液体积平均值为20.00 mL,的纯度为_______。
【答案】(1)圆底烧瓶 (2分)
(2) (2分)
(3) (2分)
(4)防止副产物(NaClO3)的发生 (2分)
(5)在60℃以下蒸发浓缩 (2分) 过滤 (2分)
(6)滴入最后半滴标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不褪色 (2分) 90.5% (2分)
【详解】(1)由装置图可知,X名称为圆底烧瓶;
(2)二氧化锰和浓盐酸在加热下生成氯化锰,氯气和水,所以实验室制取氯气的原理为:;
(3)用氯气在加热条件下和KOH的反应,是自身的歧化反应,生成氯酸钾和氯化钾,离子方程式为;
(4)由已知信息,氯气与热的NaOH溶液反应会生成NaCl和NaClO3,而目标产品是NaClO,故要在装置b中冷却氯气,故答案为:防止副产物(NaClO3)的产生;
(5)根据物质分离提纯的一般方法,从溶液中得到晶体,要经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥等步骤,结合该题中的信息,要防止产物受热分解,则答案分别为:在60℃以下蒸发浓缩,过滤;
(6)滴定终点时的现象是:滴入最后半滴标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不褪色;根据反应的离子方程式和已知信息,可得数量关系,NaClO2~2I2~4,故n(NaClO2)= ,又取2.5 g样品溶于水配成500 mL溶液,实际上只取10 mL该溶液于反应,则m(NaClO2)= ,故纯度,故答案为90.5%。
4.(16分)一氯甲烷主要用于生产甲基氯硅烷,一氯乙烯主要用于生产聚氯乙烯等高聚物,1,2-二氯乙烷常用作有机溶剂和化工原料。回答下列问题。
Ⅰ.在加热或光照条件下,“甲烷-氯气”法得到一氯甲烷()是按自由基机理进行的,该反应涉及两个基元步骤①、②,其相对能量-反应历程如图1所示。
(1)已知键能为4.56eV,H-Cl键能为4.46eV,1eV相当于。则步骤①的焓变=_______;一氯取代反应的总焓变=_______(用、表示)。
Ⅱ.一氯乙烯()的工业生产方法之一是乙烯氯化裂解法,该方法分以下两个过程进行:
乙烯氯化加成:
1,2-二氯乙烷裂解:
(2)乙烯氯化加成反应可在_______(填“低温”或“高温”)条件下自发进行。
(3)在某恒压密闭容器中通入一定量的,仅发生1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢,实验测得的转化率随温度和反应时间的关系如图2所示。
①的数值由大到小的顺序为_______。
②若M点刚好达到平衡状态,则N点的_______(填“大于”“小于”或“等于”)。是以物质的量分数表示的平衡常数,则温度下1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢的反应的=_______(用分数表示)。
Ⅲ.一种电化学合成1,2-二氯乙烷的实验装置如图3所示。
(4)电解池中交换膜X是_______离子交换膜(填“阴”或“阳”),阴极的电极反应为_______。
【答案】(1)+9.65 (2分) (2分)
(2)低温 (2分)
(3) T1>T2>T3 (2分) 大于 (2分) (2分)
(4)阴 (2分) 2H2O+2e-=2OH-+H2↑ (2分)
【分析】Ⅲ.根据图示电解装置图可知,右侧水转化为氢气和氢氧根,反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,则说明右侧电极为阴极,直流电源左侧为正极,连接的电极为阳极,直流电源的右侧为负极,则由左侧阳极区:氯化亚铜转化为氯化铜,被氧化,即:CuCl-e-+Cl-= CuCl2,需要氯化钠溶液中的氯离子参与,所以交换膜X为阴离子交换膜。
【详解】(1)已知步骤①的机理为键断开,键能为4.56eV,H-Cl键生成,键能为4.46eV,吸收能量4.56eV-4.46eV=0.1eV,1eV相当于,则步骤①的焓变=,由图可知,反应为放热反应,且为负数,所以一氯取代反应的总焓变;
(2)乙烯氯化加成反应,,根据,所以可在低温条件下自发进行;
(3)①反应相同时间时,温度越高,反应速率越快,1,2-二氯乙烷的转化率越高,所以T1、T2、T3的大小关系为:T1>T2>T3;
②温度:M点大于N点,所以若M点刚好达到平衡状态,则N点还未达到平衡状态,所以N点v正大于v逆,1,2-二氯乙烷裂解发生的反应为:,设初始物质的量为1mol,根据图示T2温度下,ClCH2CH2Cl转化率为70%,则此状态下各个物质的物质的量为:n(ClCH2CH2Cl)=(1-0.7)mol=0.3mol,n[CH2=CHCl(g)]=0.7mol,n[HCl(g)]=0.7mol,所以各物质的物质的量分数分别为:x(ClCH2CH2Cl)=,x[CH2=CHCl(g)]=,x[HCl(g)]= ,则T2温度下1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢的反应的Kx=;
(4)根据图示电解装置图可知,右侧水转化为氢气和氢氧根,反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,则说明右侧电极为阴极,直流电源左侧为正极,连接的电极为阳极,直流电源的右侧为负极,连接的是阴极,则由左侧阳极区:氯化亚铜转化为氯化铜,被氧化,即:CuCl-e-+Cl-= CuCl2,需要氯化钠溶液中的氯离子参与,所以交换膜X为阴离子交换膜。
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