内容正文:
高二下化学班考(五)参考答案
1.A【详解】
A.HC1是共价化合物,形成过程可表示为:H+·C1:→H:C:,A错误:
B.铜的原子序数为29,基态铜原子的价层电子排布式:3d°4s,B正确:
C.S0,的中心原子价层电子对数为2+6-2x23,有1个孤电子对,SPR模型:
,C正确:
2
0
0
D.连四硫酸根$,O(结构为0一S一s一s一S一o)中与0相连的2个s为+5价,不与0相连的2个s为0价,D正确:
0
2.D【详解】A.1L0.1 moVLHCIO,中,HClO,所含H原子的物质的量为0.lmol,且溶剂水还含有大量H原子,因
此溶液中H原子总数大于O.1Na,A正确;
B.36g冰的物质的量
,363=2l:冰中每个水分子与4个相邻水分子形成氢键,每个氢键被2个水分子共有,
18g/mol
因此平均每个水分子对应4×2个氢键,2m01冰所含氢键总数为2×2N、=4Wa,B正确:
C.60gSiO,的物质的量为
60g,=1mol,SO,晶体中每个Si原子形成4个i-0键,因此1mols0,含Si-0键数
60g/mol
目为4NA,C正确:
D.KC10,溶液中存在平衡:Cr,O号+H,0三2CrO+2H,部分Cr,O会转化为CrO,因此1L0.1mol/L溶液
中CT,O的数目小于01NA,D错误;
3.D【详解】A.12g金刚石含1olC原子,每个C原子与周围4个C原子形成C-C键,每个C-C键被2个C
原子共用,故1molC含有的C-C数目为2Na,A错误;
B.选项未说明是标准状况,无法确定22.4LN2的物质的量,无法计算孤电子对数,B错误:
C.C?为直线形结构,中心C原子的杂化类型为P杂化,C错误;
D.反应中生成1molH,时,2molH失去2mol电子,1molC失去4mol电子,共转移6mol电子,故生成0.2mol
H2时转移电子的物质的量为0.2×6=1.2mol,D正确:
4.D【详解】A.0原子的价层电子对数为2+6-?1-2+2=4,N原子的价层电子对数为3+5-3x1-3+1=4,
2
2
二者均为$p杂化,A不符合题意;
B.C-O-H中O原子与C-N-H中N原子均为sp杂化,O原子的孤电子对数为2,N原子的孤电子对数为1,
孤电子对之间的斥力大于孤电子对与成键电子对之间的斥力,斥力越大,键角越小,因此C-O-H的键角小于
C-N-H的键角,B不符合题意;
C.电负性:O>>H,电负性差值越大,共价键极性越强,因此O-H的极性大于N-H的极性,C不符合题意:
D.手性碳原子是指连有4个不同原子或基团的饱和碳原子,该分子中含有手性碳原子,如个,D符合题意:
个NH,
5.D【分析】MO,电极表面发生MiO2还原为m2+的反应,为正极,电极反应为MO,+4H+2e=Mm2++2H,O,
X为硫酸溶液,Zn电极表面发生Zn氧化为[Z(OH),P的反应,为负极,电极反应为Z1-2e+4OH=[Zn(OH),]P,
Y溶液为KOH溶液,据此解答
【详解】A.由题中反应可知,X为酸性电解质,Y为碱性电解质,结合获得电能同时可以制得KSO4,可知X为
HSO4,Y为KOH,A正确;
B.为制得KzSO4,a膜允许O通过,故为阴膜,b膜允许K+通过,故为阳膜,B正确:
C.电池放电时,正极为MnO2电极,发生还原反应,电极反应式为MO,+4H+2e=Mm2++2H,O,反应消耗H,
pH升高,C正确;
D.每消耗1 mol Zn,电路中转移2mol电子,根据正极反应式MO,+4H+2e=Mm2++2H,O,正极区溶液增加
1 nol MnO2的质量,同时有1mol疏酸根离子进入中间室,正极区电解质溶液质量减少96g-87g-9g,D错误:
6.C【详解】A.向盛有NO2与NO,的恒压密闭容器中通入N2,由于恒压条件,容器体积增大,导致NO2和NO,
的浓度同时因稀释而降低:平衡2NO2一N,O,虽会向气体分子数增多的生成NO2方向移动,但该移动只能减弱浓
度降低的趋势,无法抵消体积增大带来的稀释作用,最终气体颜色变浅的核心原因是O,浓度整体降低,而非平衡
向NO2减少的方向移动,A错误:
B.以K,CrO,为指示剂用AgNO3滴定CI时,先出现白色AgC1沉淀、后出现砖红色AgCO,沉淀,但AgCl属于
AB型沉淀,溶度积表达式为K,(AgCI)=c(Ag)c(CI),Ag,CrO,属于AB型沉淀,溶度积表达式为
K,(Ag,CrO,)=c2(Ag)c(CrO}),二者表达式形式不同,沉淀先后顺序仅反映达到沉淀溶解平衡所需Ag浓度的
答案第1页,共4页
差异,不能直接比较K知的大小,B错误:
C.向FeCl,溶液中加入过量铁粉,发生反应2Fe++Fe=3Fe2+,过量铁粉将Fe3+完全还原为Fe2+,所以滴加KSCN
溶液无明显变化:静置后取上层清液滴加氯水,溶液变红,说明氯水将F+氧化为F+,即F+能被氧化剂氧化,
证明Fe2+具有还原性,C正确;
D.测定0.01mol.L某酸溶液的pH为2,仅能说明溶液中c(H)=0.01molL,但这无法证明该酸完全电离:若为
一元强酸,完全电离时c(H)=0.01mol·L、pH=2;这不能排除其为多元弱酸的可能性,例如某二元弱酸在
0.01ol1L时电离出的氢离子浓度可能恰好为0.01ol/L,同时未明确酸的元数、温度等条件,因此无法判断该酸
为强酸,D错误;
7.B【分析】X、Y、Z、M、L、Q均为短周期主族元素且原子序数依次增大,其中Y是有机物的基本骨架元素,
则Y为C元素;化合物结构中X形成+1价阳离子,且原子序数小于Y(碳),故X为L;M、Q在化合物结构中M
形成2个共价键、Q形成6个共价键,且Q的原子序数是M的两倍,推测M为O元素、Q为S元素:Z的原子序
数介于碳、氧之间,故Z为N元素;化合物结构中Y(碳)形成4个共价键,即L形成1个共价键,L的原子序数大
于氧、小于硫,故L为F元素。
【详解】A.水分子间能形成氢键,导致其沸点高于硫化氢,A错误:
B.亚硫酸为弱酸,B正确:
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小:简单离子半径大小的顺序为:S2>O2>F>L计,
C错误:
D.该物质中锂原子最外层没有达到8e结构,D错误;
8.C【详解】
1s22s22p
A。基态氧原子核外电子轨道表示式为日可出日,核外电子空间运动状态有5种,A项错误:
B,同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能,
故第一电离能:Cl>P>S,B项错误:
C.由结构可知,B和P均形成了4个共价键,均为$p3杂化,C项正确:
ph
Ph]-
D.1 mol
B
中,含有12molx4=48molo键,D项错误:
Ph
9.C【分析】HSeO3是二元弱酸,随pH增大(KOH加入),先以HSeO3存在,然后生成HSeO?,最后生成SeO,
因此δ对应HSeO3,61对应HSeO;,62对应SeO?。
【详解】A.6,对应的微粒是HSeO;,不是SeO,62对应SeO,A错误;
B.第二步电离平衡为HSc0,=H+Se0:,电离常数K2=c()e(SeOi2
。由图可知,pH=7.3时
c(HSeO,)
c(HSeO;)=c(Se0}),因此K2=cH)=10-73。当pH-8.3时,cH)=10-83,代入得:
c(Sc0)_K2=1073
c(HSeO;)cH*)108
=10,不是0.1,B错误。
C.向0.lmol/L H2SeO3溶液中加入等体积的o.lmol/LKOH溶液,溶质为KHSeO3。HSeO,的水解常数
K
之0年10,远小于scO,的电离常数K,一10,因此seO,电离程度大于水解程应,面
度关系:c(HSeO,)>c(SeO)>c(H,SeO),C正确。
D.根据电荷守恒,SeO带2个单位负电荷,应该为:cH+c(K)=c(OH)+c(HSeO,)+2c(SeO),D错误:
10.C【分析】根据均摊法,由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的硅原子个数为:8×】+6×】=4,位于体内
8
2
的镁原子个数为8,则晶胞的化学式为MgSi。
【详解】A.由晶胞结构可知,镁原子位于硅原子形成的四面体空隙中,A正确:
B.由晶胞结构可知,晶胞沿ⅹ轴方向投影得到的正方形中,晶胞的顶点的硅原子位于正方形的顶点,晶胞中面心
●●
●●
上的硅原子位于正方形的中心和边上,晶胞中的镁原子,位于正方形的面对角线上,投影图为
。
B正确
C.由品肉结构可知,钱和硅原子之间的最近距离为晶胞体对角线的子由品胞参数为8m可知,最近的距窝为
4
pm,C错误;
D.由晶胞结构可知,位于顶点的M原子的坐标为0,0,0),则位于体对角线上的N原子的坐标为己,3
4’4’
),D正
确;
答案第2页,共4页
11.(除标注外,每空2分,共22分)
(1)第四周期IB族(1分)3d°4s(1分)
N(1分)
d(1分)(2)三角锥形(1分)
由于NH,分子间存在氢键,分子间作用力比PH,大,破坏NH,分子间的作用力使液态H变为气态需要消耗更多
HH
的能量,所以NH的沸点高于PH3(3)B(1分)
H-N→B-H(4)<
键角①处的0原子是sp杂化,
HH
1.04×102
4x
键角②处的C原子是sp杂化(⑤B
(612
-×100%
Na
(2v2r)
【详解】(1)铬为24号元素,位于元素周期表第四周期VIB族;基态铬原子的电子排布式为:[Ar]3d4s,价电
子排布式为3d4s;核外电子占据的最高能层符号为N;属于d区元素;
(2)PH,中心原子价层电子对数为:3+x5-1×3)=4,孤电子对数为1,则PH分子的空间结构为三角锥形:由
2
于NH3分子间存在氢键,分子间作用力比PH3大,破坏H3分子间的作用力使液态H3变为气态需要消耗更多的
能量,所以NH的沸点高于PH3:
(3)
同周期从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:B>C>>O;电子层数越多,半径越大,则原子半径:B>C>
N>O>H,原子半径最大的是B;NHBH,中N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,则NH与BH之间形成配
HH
位键,其结构式为:H一N→B一H:
HH
(4)键角①处的0原子价层电子对数为:2+2-4,为p3杂化,键角②处的C原子价层电子对数为:3+0=3,为$即
杂化,键角:p>sp3,则键角①<键角②;
(5)①由图可知,LiF晶胞为氯化钠型结构,F采用面心立方堆积,Li计位于F围成的正八面体空隙中,故选B:
②根据均摊法,晶胞中,F个数为:8x+6×=4,Li计个数为:12×+1=4,则一个晶胞中含有4个Li证,该晶胞
8
2
4
4M4×(7+19
-g
棱长为am,M为阿伏加德罗常数,则LiF晶体密度为:p=”-义=,N
1.04k1
7-V(ax10°cmj
-g/cm3
(6)①晶体铜采用面心立方堆积,由晶胞结构可知,铜原子的配位数为12:
包铜晶胞中,铜原子个数为:8X3十6X,三4,一个铜晶胞中含有4个C山,已知:铜的原子半径为rpm,则4
4
Cu所占体积为:4×三3,面对角线为4,则晶体边长为:2√2r,则晶胞体积为:(2√2),晶体铜的空间利用率
4.
4×-3
为:
3
×100%。
3
2√2r
12.(每空2分,共14分)
(1)-122.5低温(2)BC(3)Z低温时以反应1和反应2为主,温度升高平衡逆移,C02平衡转化率减小:
高温时以反应3为主,温度升高平衡正移,C0,平衡转化率增大32%6.6×103
【详解】(1)根据盖斯定律,目标反应2C0,(g)+6H,(g)=CH,OCH,(g)+3H,O(g可由2×反应1+反应2得到,因
此△H=2△H+△H2=2×(-49.0kmo)+(-24.5kJ·mol)=-122.5 kJ.mol;该反应△K0,△S<0,根据自发反应
判据△G=△H-T△S<0,该反应只有在低温下能自发进行:
(2)A.温度过低,反应速率太慢,且催化剂需要合适的活性温度,并非温度越低越好,A错误:
B.总反应是气体分子数减少的反应,增大压强平衡正向移动;及时分离出二甲醚,平衡也正向移动,均能提高二
甲醚产率,B正确:
C.恒温恒压下充入惰性气体,容器体积增大,各反应物分压减小,平衡向气体分子数增大的逆向移动,不利于二
甲醚生成,C正确:
D.催化剂只能改变反应速率,不影响平衡,不能提高平衡转化率,D错误:
故选BC;
(3)①反应1、反应2均为放热反应,升高温度平衡逆向移动,所以CH,OCH的选择性降低,反应3为吸热反应,
升高温度平衡正向移动,所以CO的选择性增大,所以X表示CH,OCH的选择性、Y表示CO的选择性,则Z表示
CO,的平衡转化率;低温时以反应1和反应2为主,温度升高平衡逆移,CO2平衡转化率减小;高温时以反应3为
答案第3页,共4页
主,温度升高平衡正移,CO,平衡转化率增大,所以随温度升高CO2的平衡转化率先降低后升高:
②220℃时,CO2的平衡转化率为40%,CH,OCH,的选择性为80%,CH,OCH平衡时物质的量为
1molx40%x80%÷2=0.16mol,理论产量是1molC02完全转化为0.5 nolCH,0CH3,CH,OCH的平衡产率为:
0.16×100%=326:
0.5
③起始,(H2)=4nol,,(CO2)=1ol。由图可知,在220℃时C02的转化率为40%,CH,0CH3的选择性为80%,
CH,OCH,平衡时的物质的量为0.16ol,C0的选择性为5%,即平衡时C0的物质的量为
1nol×40%×5%=0.02mol,根据碳元素守恒,可得CH,OH选择性为15%,即平衡时CH,OH的物质的量为
1mol×40%×15%=0.06mol,三段式分析:
CO(g)+H(g)CO(+H,9
反应3:
转化/mol0.02
0.02
0.02
0.02
2CH,OH (g)CHOCH g)+H,)
反应2:
转化mol0.32
0.16
0.16
CO2(g)+3H,(g)CH,OHg)+H,O)
反应1:转化mol
0.38
1.14
0.38
0.38
则平衡体系中有0.6nolC02、2.84molH2、0.06 mol CH,○H、0.56molH,0、0.16 mol CH,0CH3、0.02molC0,
(0.02×3.0
(0.56×3.0
气体总物质的量为4.24mol,反应3的K。=
4.24
4.24
6.6103。
0.6
2.84
×3.0×
×3.0
4.24
4.24
13。
(每空2分,共14分)
3d
4s
(1)
↑↑↑↑个
(②)增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率
(3)C/O,+6H++6Fe2+=6Fe3++3H2O+CI (4)Cu(OHD2 Fe(OH)3
155
(⑤溶液的pH增大,溶液中cH)减小,平衡向正反应方向移动(⑥1:1(⑦)Na×I0而
【分析】以钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OD2,还含有少量SiO2、CuO、FeO及MnO2杂质]制取草酸钴晶体
(CoC2042HO),钴矿中加入Na2SO3、稀硫酸浸取,浸出液中主要含有Cu2+、Fe2+、Co2+、Mn2+和SO离子,则CoO、
Co(OHD2、CuO、Fe0都和稀硫酸反应生成硫酸盐,nO2被SO还原为Mn2+、Co2O3被还原为Co2+,SO同时被
氧化为SO2,SiO2不溶于稀硫酸,所以浸出渣为SiO2:向滤液中加入NaC1o3,NaClo3将Fe2+氧化为Fe3+,然后加
入NaOH调节pH值,Cu2+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀而除去,滤液提纯后加入NH4)2C2O4沉钴,得到CoC2O42H2O。
【详解】(1)己知Co是27号元素,基态Co原子的价电子排布式为:3d4s2,则其价电子轨道表示式为:
3d
4s
W↑
↑↑
(2)反应物接触面积越大,反应速率越快,浸取率越大,所以“浸取前,需要对钴矿进行粉碎处理的目的是增大
接触面积,加快反应速率,提高浸出率。
(3)“氧化”时,NaClo3将Fe2+氧化为Fe3+,发生反应的离子方程式为ClO+6H+6Fe2+=6Fe3+3H0+CI。
(4)由分析结合表中数据可知,当Co2+生成沉淀时,Cu2*、F3+都转化为氢氧化物沉淀,常温下,“调节pP'得到
的沉淀X的主要成分是Cu(OH)zFe(O田3.
(5)由题干信息中萃取平衡可知,当溶液pH处于4.5到6.5之间时,Co+萃取率随着溶液pH增大而增大,其原因
是溶液的pH增大,溶液中c(H减小,平衡向正反应方向移动。
36.6g
(6)nCoC,0,~2H.0183gm00.2mol,根据Co原子守恒得n(Co门m(CoC,0,-240=0.2mol,设n(Co0amol,
n(Co3O4)ymol,根据Co原子的物质的量、混合物的质量列方程组①x+3y=0.2mol,②75x+241y=15.8g,解得
x-0.05mol,y=0.05mol,所以该混合物中Co0与Co304的物质的量之比-0.05mol:0.05mol=1:1。
(7)由题干晶胞可知,一个晶胞中含有1个Ti、含有8×-1个C0和6x=3个0,则一个晶胞的质量为:
8
2
59+48+3×16
g,一个晶胞的体积为:(a×l0°cm)3,故该晶体的密度为:
N
59+48+3×16
g
155
p-m=
NA
59+48+3×16。
V (ax10-icm)
Nax1009cm3或有NAax100gcm3。
答案第4页,共4页高二下化学班考试卷(五)
命题人:李嫚
审题人:周明强
分值:100分考试时间:60分钟
可能用到的相对原子质量:H1Li7C12016F19Si28Ti48Mn56Co59Zm65
第卷(选择题共50分)
一、单选题(共10小题,每小题5分,共50分)
1.下列化学用语或图示表达错误的是
A.HC1的形成过程可表示为:H干C:→H[C:]
B.基态铜原子的价层电子排布式:3d°4s
C.SO,的VSEPR模型:
0
D.连四硫酸根S,0:(结构为0一S一
-S-
0)中S的化合价为+5和0价
2.设N为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.1L0.1moL的HC104溶液中含H原子的数日大于0.1NAa
B.36g冰中所含的氢键的数日为4N
C.60gSi02晶体中含Si-0键数目为4NA
D.1LpH=4的0.1 mnol/L K Cr,0,溶液中C,o数目为0.1Na
3.Li,CN,是一种高话性的人工固氨产物,其合成反应为2LH:C+N商温i,CN,+H,已知CN的空间结构为
直线形,阿伏加德罗常数的值为N,下列说法正确的是
A.12gC(金刚石)中含有C-C数目为4NA
B.22.4LN2含有的孤电子对数为2NA
C.CN中C的杂化类型为sp2
D.该反应中,每生成0.2molH2,转移的电子的物质的量为1.2mol
4.3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法正确的是
A.分子中0原子和N原子均为即杂化
B.分子中C-O-H的键角大于C-N-H的键角
C.分子中O-H的极性小于N-H的极性
NH,
D.分子中含有手性碳原子
3-氨基-1-金刚烷醇
5.水系锌锰离子电池是一种新型的二次电池,通过在水系电解液中的氧化还原反应来实现能量的存储与释放。其
放电时工作原理如图所示,获得电能的同时可以制得KSO4,下列说法错
负载
误的是
a膜b膜
A.X为HSO4,Y为KOH
→Mn2+
Zn(OH)
B.a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜
K2S04
C.电池放电时,正极区溶液的pH升高
X溶液
溶液
Y溶液
D.放电时,每消耗1olZm,正极区电解质溶液质量增加87g
MnO,电极
Zn电极
第1页,共4页
6.下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
向盛有NO2与N,O,的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜
化学平衡向NO2减少的方向移动
色变浅
以K,CrO,为指示剂,用AgNO,标准溶液滴定溶液中的C,先出现白
B
K(AgCD)<K(Ag CrO)
色沉淀,后出现砖红色沉淀
向盛有2 mL FeCl,溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加
O
Fe2+具有还原性
K$CN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红
D
测定0.01mol/L某酸溶液的pH为2
该酸是强酸
A.A
B.B
C.C
D.D
7.中国科学院研究员研究双层电容器中储能行为时,运用到某种离子化合物结构如图所示。其中X、Y、Z、M、L、
Q均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。Q的原子序数是M的两倍;Y是有机物的基本骨架元素。下列结论
正确的是
A.简单氢化物沸点:M<Q
M MM M
B.Q的含氧酸不一定属于强酸
C.简单离子半径大小的顺序为:Q>X>M>L
X L3Y
-YL
D.该物质中所有原子最外层均达到8e结构
8.某含Cr催化剂(一Ph为苯基)可用于CO2光催化还原,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.基态氧原子核外电子空间运动状态有8种
Ph
Ph
B.第一电离能:C1>S>P
C.该催化剂中B和P的杂化方式一样
Ph Ph'Ph Ph
Ph
Ph
D.lmol[BPh,J中含有28molo键
9.25C时,亚硒酸HSeO)在溶液中存在多种微粒形态HSeO.、HSO;、SeO)。向亚硒酸溶液中加入KOH溶液,
各微粒的分布系数δ与溶液pH的关系如图所示(分布系数即组分的平衡浓度占总浓度的分数)。下列说法正确的是
c(Se;)
1.0
A.6对应的微粒是SeOB.当pH=8.3时,
=0.1
δ1
δ2
c(HSeO,)
0.8
0.6
C.向0.1 molL H2SeO3溶液中加入等体积的0.1mol/LKOH溶液,溶液中:
pH=2.5
/pH=7.3
0.4H
c(HSeO,)>c(SeO;)>c(H,SeO,)
0.2
D.反应过程中:cH+cK=c(OH)+c(HSeO?)+c(SeO)
0
246810pH
l0.晶态半导体材料硅化镁的立方晶胞结构如图。晶胞参数为apm。下列说法错误的是
A.Mg位于Si形成的四面体空隙中
B.MgSi晶胞沿x轴方向的投影图为
第2页,共4页
C.晶胞中Mg与si之间最近的距离为
-a pm
o Si
2
●Mg
D.N点Mg原子的分数坐标为
(333
4'4'4
M(0,0,0)
第卷(非选择题共50分)
11.(22分)回答下列问题:
(1)铬在元素周期表中的位置是
基态铬原子的价电子排布式为
。核外电子占据的最
高能层符号为,属于」
区元素。
(2)PH,与NH结构相似,分子的空间结构为
NH的沸点高于PH,原因是
(3)H,BH(氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350℃)而成为颇具潜力的化学储氢材料之一。上述
涉及的元素H、B、C、N、O原子半径最大的是,氨硼烷的结构式为
①
②
4)
的键角①
键角②。(填“>”、“<”或“=”),
CF
判断的理由是
(⑤)LF晶胞结构如图所示。
①L证晶胞中,Li计位于F围成的
空隙中。
A.正四面体B.正八面体C.立方体D.平面正方形
②该晶胞棱长为apm,Na为阿伏加德罗常数,Li证晶体密度为
g·cm3(列出计算式即可)。
(6)晶体铜的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示
①铜原子的配位数为
②己知:铜的原子半径为rpm,晶体铜的空间利用率
(用含r的代数式列出计算式)。
12.(14分)将C02催化加氢转化为二甲醚(CH,0CH)是实现碳资源利用的重要途径,具有潜在的工业应用前景,根据
题目所给信息及所学知识完成以下问题。
由CO2、H,制备二甲醚包括三个反应:
反应1:C0,(g)+3H,(g)≥CH,OH(g)+H,Og)△H1=-49.0kJ.mol-
反应2:2CH,OH(g)≠CH,OCH,(g)+H,O(g)△H2=-24.5kJ·mo1
反应3:C02(g)+H2(g)=C0(g)+H,O(g)△H,=+41.2 kJ.mol1
(1)反应2CO,(g)+6H,(g)=CH,OCH,(g)+3H,O(g)的△H=
_kJ.mol-,该反应在
(填“高
温低温”或“任意温度”)下自发。
(2)下列说法正确的有
(填标号)。
A.反应1和反应2都是放热反应,因此生产温度越低越好
B.为了提高CH,OCH,的产率,生产过程中可以增大压强或及时分离出CH,OCH,
C.恒温恒压条件下,充入惰性气体不利于CH,OCH的生成
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D.加入反应1的催化剂,可提高CO,的平衡转化率
(3)研究人员在恒压(3.0MPa)密闭容器中充入4molH,和1 mol CO,发生反应,CO2的平衡转化率和CH,OCH3或C0
的选择性随温度变化如图所示。[已知:A物质的选择性=
(A)×A物质含有的碳原子数
消耗的(CO2)
①图中表示C02的平衡转化率的曲线是
(填字母),试解释该曲线的变化趋势:
100
(220,80)
②220℃时,CH,OCH3的平衡产率为
(产率=
实际产量
80
×100%)
理论产量
(220.40)
60
③220℃时,反应3的K。为
(保留2位有效数字)。(K。为用分
40
压表示的平衡常数,气体的分压=总压×该气体的物质的量分数)
20
(220,5)
13.(14分)草酸钴在化学中应用广泛,可以用于制取催化剂和指示剂。以钴
●
220260300340TC
矿[主要成分是CoO、Co,O,、Co(OH),,还含有少量SiO2、Cu0、Fe0及MO2杂质]制取草酸钴晶体(CoC,O,·2H,O
摩尔质量183gmo)的工艺流程如图所示:
Na2SO,溶液稀硫酸NaCIO3溶液NaOH溶液
(NH4)2C2O4
钴矿一
浸取
氧化
调节pH
提纯→沉钴→CoC204·2H20
浸出渣
沉淀X
常温下,有关沉淀数据如下表完全沉淀时,金属离子浓度≤1.0×10molL1)。
沉淀
Mn(OH)2
Co(OH),
Co(OH),
Fe(OH):
恰好完全沉淀时pH
10.1
9.4
6.7
2.8
回答下列问题:
(1)基态C0原子的价电子轨道表示式:
(2)“浸取”前,需要对钴矿进行粉碎处理的目的是
(3)浸出液中主要含有Fe2+、Co2+、Cu2+、Mn2+和SO离子,“氧化时,发生反应的离子方程式为
(4)常温下,“调节pH”得到的沉淀X的主要成分是
(填化学式)。
(⑤)提纯”分为萃取和反萃取两步进行,先向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂(HA)2,发生反应:
Co2+n(HA)2一CoA(n-1)(HA),+2H。当溶液pH处于4.5到6.5之间时,Co2+萃取率随着溶液pH增大而增
大,其原因是
0
(6)钴的氧化物常用作颜料或反应催化剂,可以由草酸钴晶体在空气中加热制取,取36.6g草酸钴晶体,在空气中加
热至恒重,得到Co0(摩尔质量75gmol)与Co,04(摩尔质量241g/mo)的混合物15.8g,该混合物中Co0与Co,O4的
物质的量之比为」
0
(T)一种钛酸钴的晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为αpm,设N为阿伏加德罗常
Ti
Co
数的值,该钛酸钴晶体的密度为
gcm3(列出计算式)。
a pm
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