综合压轴40题(期末真题汇编,广东专用)高一化学下学期
2026-05-27
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2份
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125页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 24.84 MB |
| 发布时间 | 2026-05-27 |
| 更新时间 | 2026-05-27 |
| 作者 | 妙音居士 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58075189.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
汇集广东各地市高一化学期末40道综合压轴题,聚焦实验探究、化工流程、反应原理、有机化学四大核心模块,注重真实情境与能力梯度设计。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|综合压轴题(非选择)|40题|实验探究(硫化合物转化等)、化工流程(金属回收等)、反应原理(平衡与速率等)、有机化学(合成路线等)|以真实问题为情境,如实验探究题设计SO₂与Ba(NO₃)₂反应机理分析,化工流程题结合铍精矿分离工艺,体现科学探究与证据推理素养,适配高一期末综合能力考查需求。|
内容正文:
综合压轴40题
四大高频考向概览
突破01 实验探究综合题
突破02 化工流程综合题
突破03 反应原理综合题
突破04 有机化学综合题
(
地
城
突破
01
实验探究综合题
)
1.(24-25高一下·广东江门·期末)硫及其化合物之间的转化具有重要意义。某学习小组将通入溶液时观察到有白色沉淀,并对产生白色沉淀的原因进行探究。请回答下列问题:
(1)下列实验方案适用于在实验室制取的有_______。
A.
B.
C.
D.
(2)配制:溶液的过程中,用到的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还有_______(填名称)。
探究白色沉淀产生的原因。
【提出假设】
(3)假设一:主要是氧气将氧化为,产生白色沉淀。假设二:主要是酸性条件下具有氧化性,将氧化为,产生白色沉淀。假设二对应的离子方程式,补充完整方程式_______。
【设计实验】
该小组成员设计了如图所示的实验装置进行探究。取溶液或溶液于A、B、C、D四个烧杯中,均放入pH传感器,然后通入气体。冷却至室温后,测量溶液pH变化。
A烧杯
B烧杯
C烧杯
D烧杯
煮沸后并冷却至室温的X溶液,加入食用油
未煮过的溶液
煮沸后并冷却至室温的溶液,加入食用油
未煮过的溶液
(4)向A烧杯与C烧杯中加入食用油的目的:_______。
(5)试剂X应为_______。
【实验记录】
pH变化
溶液中是否产生沉淀
A烧杯无明显现象,B、C、D三个烧杯中均出现浑浊现象。
【实验结论】
(6)A烧杯中没有观察到白色沉淀,但pH传感器显示溶液呈酸性,其原因是_______(用化学方程式表达)。
(7)结合上述实验记录,可证明假设一正确,依据为_______。
2.(24-25高一下·广东深圳·期末)某实验小组探究溶液与Cu的反应。
Ⅰ.配制溶液
(1)配制溶液时,进行如下操作:溶解→转移→操作1→转移→混匀→定容→操作2→装瓶贴标签。操作1、操作2依次为___________、___________(填标号)。
A.干燥 B.搅拌 C.摇匀 D.洗涤
(2)若定容时俯视容量瓶的刻度线,则会导致所配溶液的浓度___________(填“偏高”或“偏低”)。
Ⅱ.探究反应中氧化Cu的微粒
实验小组测得溶液中,并完成实验ⅰ。
序号
操作
现象
ⅰ
向溶液中加入1.0gCu粉,振荡
一段时间后,Cu粉部分溶解,得到深棕色溶液,未观察到气体产生
(3)经检测,实验ⅰ反应后溶液中含有。据此可知,实验ⅰ的反应体系中,___________(填离子符号)氧化了Cu。
(4)甲同学根据实验i中现象推测未氧化Cu,并通过实验ⅱ验证其推测(已知不参与反应,忽略溶液体积变化)。
序号
操作
现象
ⅱ
向溶液中加入质量为①___________g(保留两位有效数字)的②___________(填化学式)固体,再加入1.0gCu粉,振荡,并测溶液
较长时间内未观察到明显现象,基本不变
(5)乙同学认为甲同学的方案不严谨,在实验ⅰ的反应体系中还存在的影响。
查阅资料可与NO结合生成,在水溶液中呈深棕色。
资料整理溶液与Cu的反应过程如下:
①反应2的离子方程式为___________。
②由反应2可知,氧化性:___________(填“大于”或“小于”)。
实验结论 溶液与Cu的反应体系中,直接氧化Cu;在的影响下,间接氧化Cu。因此,微粒的氧化性受体系环境影响。
结论分析 ③向实验ⅱ中再加入少量固体,振荡后也可观察到Cu粉部分溶解,其原因是___________(已知不参与反应)。
3.(24-25高一下·广东清远·期末)某小组同学制备,并探究不同条件下与的反应。
(1)选用Cu与浓反应制备,气体发生装置应选择下图(部分装置的夹持仪器已省略)中的___________(填标号,下同),气体的收集装置应选择下图中的___________。
(2)收集两试管各气体,分别倒置在盛有热水(80℃)和冰水(0℃)的两只水槽中,观察实验现象,10分钟后记录如下(忽略温度对溶液pH及气体体积的影响):
实验编号
剩余气体
溶液状态
实验1(热水)
无色,3mL
无色,
实验2(冰水)
几乎无气体
无色,
①检验实验1中剩余气体的方法:向试管中充入少量空气,气体由无色变为红棕色。用化学方程式表示检验的反应原理:___________。
②甲同学认为实验2中几乎全部溶于水,过程中未发生化学反应。证明甲同学猜想不成立的实验证据是___________。
(3)将实验1和实验2所得溶液放置一天后,观察到实验现象如下:
实验1(热水):剩余气体4mL,溶液无色,,无气泡生成。
实验2(冰水):剩余气体1mL,溶液无色,,有无色细小气泡生成。
查阅资料:二氧化氮与水的反应分两步进行,第一步为,第二步为。
①实验2中无色细小气泡中的气体是___________。判断与热水(80℃)反应中是否有生成并说明理由:___________。
②根据上述实验结果,二氧化氮与水的两步反应中,第一步的反应速率比第二步___________(填“快”或“慢”),实验1和实验2在进行10分钟后剩余气体明有显差别的原因是___________。
(4)对吸收尾气所用试剂及条件提出建议:___________。
4.(24-25高一下·广东云浮·期末)某小组设计实验探究催化氧化制备的原理(如图1)。回答下列问题:
已知:的熔点为16.8℃,沸点为。
(1)实验室常用图2装置制备,宜选择的试剂为___________(填标号)。
a.的硝酸和粉末 b.的硫酸和粉末
c.Cu和的硫酸 d.饱和溶液和的硫酸
(2)图2中带活塞的玻璃仪器的名称是___________。
(3)A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、___________和___________。
(4)B装置中的作用是___________,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为___________。
(5)C装置中冰盐水的作用是___________,E装置中观察到的现象是___________。
5.(24-25高一下·广东广州·期末)化学反应常伴随热效应。化学反应中的热效应又称反应热,包括燃烧热、中和热等,某些反应的热量变化,通过量热装置测量某反应前后体系温度的变化,可获得该反应热量变化的数值Q。(已知:本实验所有反应体系的C和分别取、,忽略水以外各物质吸收的热量,忽略温度对的影响,下同)
(1)若1g葡萄糖完全燃烧放出的热量为a kJ,则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)中和热的测定:
配制盐酸溶液:配制溶液,需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、_______(从下列图中选择,写出名称)。
(3)热量的测定
①甲同学量取溶液和盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值()分别为、,则盐酸与NaOH溶液反应的中和热的数值为_______
②已知强酸与强碱的中和热为。某兴趣小组的实验数值结果大于原因可能是(填字母)_______。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.读取混合液的最高温度记为终点温度
c.一次就把NaOH溶液全倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用量筒量取盐酸时仰视读数
e.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,直接测定盐酸的温度
(4)焓变的测定:
借鉴(2)的方法,甲同学测定放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度
反应前
反应后
i
溶液
1.20g Fe粉
a
b
ii
0.56g Fe粉
a
c
①温度:b_______c(填“”、“”或“”)。
②_______(选择表中一组数据计算)。
结果表明,该方法可行。
(5)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A:的焓变。查阅资料:配制溶液时需加入酸。
提出猜想:Fe粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想:用pH试纸测得溶液的pH不大于1;向少量溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和_______(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计:乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为_______。
6.(24-25高一下·广东肇庆·期末)某学习小组为研究铜与硝酸的反应做了如下实验。
序号
实验装置
实验操作
实验现象
1
室温下,向具支试管中加入5mL稀硝酸,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体中
缓慢产生气泡,铜丝逐渐变细,溶液变蓝
2
室温下,向具支试管中加入5mL浓硝酸,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体中
反应剧烈进行,试管上方立即产生红棕色气体,铜丝变细,溶液变绿
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,其原因为___________。
(2)实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为___________(用化学方程式表示)。
(3)实验1中可用酸性溶液处理尾气。已知酸性溶液可以将氧化为,被还原为。欲处理3.0g,需要的物质的量为___________。
(4)实验2具支试管中发生反应的离子方程式为___________。
(5)实验2中观察到溶液变绿。小组同学查阅资料得知,溶液呈蓝色,的饱和溶液呈黄色。小组同学猜想溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的。
实验操作:取2mL实验2反应后的绿色溶液于试管中,___________(填实验操作),溶液变成蓝色,证明猜想正确。
(6)实验2中铜与浓硝酸反应比实验1中铜与稀硝酸反应更剧烈,放出气体速率更快。小组同学查阅资料得知,溶于水可发生反应:(弱酸,不稳定,易分解)。于是猜想:能加快铜与硝酸的反应速率。小组同学又利用实验1、2中的装置做了如下实验。
序号
实验操作
实验现象
3
室温下,向具支试管中加入5mL稀硝酸以及少量固体,振荡溶解,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体
___________
①表格中的实验现象为___________。
②通过实验___________和___________对比可证明猜想正确(填“1”“2”或“3”)。
(7)请写出硝酸的一种用途:___________。
7.(24-25高一下·广东惠州·期末)某兴趣小组为拓展对还原性和氧化性的认识,进行了下列两组探究实验。
Ⅰ.探究和溶液反应。
已知:①室温下1.0mol·L-1的溶液的;
②该实验条件下不考虑被酸性溶液氧化。
(1)配制100mL1.0mol·L-1的溶液,需要固体______g[g·mol-1],该过程需要用到的仪器有______(填字母)。
(2)和溶液反应的装置如图所示。
①装置A中发生反应的化学方程式为________。
②装置B中产生了白色沉淀,经检验其成分为。分析B中产生白色沉淀的原因,兴趣小组提出如下猜想:
猜想1:与反应;
猜想2:在酸性条件下与反应;
(3)甲同学认为猜想1发生的离子方程式为________,从装置B中取出少量反应后的溶液,加入几滴溶液进行检验,发现溶液褪色。甲据此认为猜想1成立。乙同学认为该实验不严谨,理由是________。
(4)丙同学设计实验验证猜想2,并完成表中内容(提示:在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生。除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有:固体和盐酸等。)
实验步骤
现象
a.配制______,______的溶液,替换装置B中的溶液。
______
b.打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的,关闭弹簧夹。打开分液漏斗活塞,向三颈烧瓶中滴加浓硫酸并加热。
根据实验现象,得出结论:猜想2成立。
Ⅱ.探究与铜反应,实验的相关操作和现象及信息如图所示:
实验①
实验②
查阅资料:水溶液显棕色,(白色)
(5)通过上述两组对比实验,与铜反应的条件是_________。
8.(24-25高一下·广东东莞·期末)某学习小组为探究外因对过氧化氢溶液分解的影响,利用3%溶液、粉末、饱和溶液等试剂,进行如下实验。
实验编号
溶液体积(mL)
温度(℃)
催化剂种类
收集相同体积所需时间(s)
1
20
25
无
几乎无气体产生
2
20
50
无
3
20
T
粉末
4
20
25
饱和溶液
(1)实验1和2的目的是探究___________对分解速率的影响。
(2)实验3和4的目的是探究催化剂种类对分解速率的影响。实验3中___________℃。
(3),该学习小组认为对分解的催化效果比更好,你是否同意该小组的看法?___________(填“是”或“否”),说明理由___________。
(4)医院常使用3%溶液杀菌消毒,给医生一条使用或存储建议___________。
(5)已知(其中钴、镍元素均为正二价)也可用作分解的催化剂,且催化活性较高。相同条件下,两种方法制取的催化剂催化分解1.80mol·L-1溶液的相对初始速率随x变化如图所示。
①该催化剂中铁元素的化合价为___________价。
②___________(填“微波”或“常规”)水热法制取的催化剂活性更高。
③该催化剂中,、两种离子中催化效果较好的是___________。
9.(24-25高一下·广东梅州·期末)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol/L的Ba(NO3)2溶液中, 得到了BaSO4沉淀,为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组提出了如下假设:假设一:溶液中的;假设二:溶液中溶解的O2。
(1)制备 SO2:用下图装置制备纯净的SO2,发生装置中反应的化学方程式为_______;装置的连接顺序为:a→_______(按气流方向,用小写字母表示)
(2)验证假设:该小组设计实验验证假设,请在下表空白处填写相关实验操作和现象。
实验步骤
实验现象
结论
实验1:将蒸馏水_________除去溶解氧
/
/
实验2:用实验1中蒸馏水配制0.1mol/LBaCl2溶液,取25mL该溶液于锥形瓶中,缓慢通入纯净的SO2气体
_______
假设一成立
实验3:用实验1中蒸馏水配制______,取25mL该溶液于锥形瓶中,缓慢通入纯净的SO2气体
_______
实验4:将纯净的SO2气体通入25mL___________
_______
假设二成立
(3)将SO2分别通入无氧、有氧且浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,探究和O2哪种微粒起到了主要氧化作用,pH变化如下图所示。写出曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式_______;a、c和b、d的对比实验说明氧化SO2的主要微粒是_______(填化学式)。
10.(24-25高一下·广东·期末)某实验小组同学探究在不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
【查阅资料】
Ⅰ、Mn(OH)2(难溶于水白色固体)、MnO2(难溶于水棕黑色固体)、 (绿色溶液)、 (紫色溶液)。
Ⅱ、浓碱条件下, 可被OH-还原为。
【实验探究】
Ⅰ、实验装置如下图(夹持装置略)
Ⅱ、实验记录
序号
物质a
C中实验现象
通入适量Cl2前
通入适量Cl2后
a
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
b
5%NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
c
40%NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
请回答下列问题:
(1)实验室用MnSO4固体配制100mL0.100mol/LMnSO4溶液,需要用到含硅酸盐材质的仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、___________(从下图中选择,填名称);
若配制MnSO4溶液过程中定容时俯视刻度线,则所配制溶液浓度___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)装置A中产生Cl2反应的离子方程式为:___________。
(3)装置B中的试剂是___________。
(4)通入适量Cl2前,实验b、c中沉淀由白色变为棕黑色反应的化学方程式为:___________。
(5)根据【查阅资料】Ⅱ可推断:【实验探究】序号c中通入适量Cl2后应得到绿色溶液,但实验中得到的是紫色溶液,现象与资料不符,实验小组同学进一步探究不符的原因。分析原因可能是:
原因一:可能是通入适量Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①请用离子方程式表示【实验探究】序号c通入适量Cl2后溶液碱性减弱的原因:___________,
但通过实验测定溶液的碱性变化很小可以忽略。
②取【实验探究】序号c中通入了适量Cl2并放置后的1mL悬浊液,再加入4mL40%NaOH溶液,溶液由紫色迅速变为绿色且绿色缓慢加深。溶液由紫色变为绿色反应的离子方程式为___________。溶液绿色缓慢加深原因是MnO2进一步被氧化。
后续实验证明【实验探究】序号c通入适量Cl2后的悬浊液中氧化剂过量。
③从反应速率的角度分析【实验探究】序号c通入适量Cl2后得到的是紫色溶液而不是绿色溶液的原因可能是:___________被氧化的速率大于___________被还原的速率(均填离子符号)。
(
地
城
突破
0
2
化工流程综合题
)
11.(24-25高一下·广东深圳·期末)铍(Be)可用于宇航器件的构筑。一种利用铍精矿(主要含BeO,还含有少量)依次分离氟、铁、铝并制备铍的工艺流程如下。
已知:“酸浸”时,中的会与结合形成。
(1)Be位于元素周期表第___________周期第___________族。
(2)“酸浸”前铍精矿需粉碎处理,目的是___________;“浸渣”中所含的金属元素主要为___________(填元素符号)。
(3)“沉淀”时,“含氟滤液”中溶质的主要成分有、___________和___________(填化学式)。
(4)“碱溶”时,与分别转化为与。其中发生反应的离子方程式为___________。
(5)“水解”时,加入一定量水并煮沸,转化为沉淀。“含铝滤液”中经分离再生的物质可进入步骤___________中循环利用。
(6)“煅烧”生成的BeO经过系列反应转化为Be.
①BeO与C、在高温下反应生成和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为___________。
②高温下,Mg在惰性气氛中与反应,可置换出单质Be.不能选择作为惰性气氛的原因为___________。
12.(24-25高一下·广东江门·期末)某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al及其氧化物和可燃性有机物,现利用如图所示工艺流程回收部分金属及其化合物。
回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的是:①将金属单质转化为氧化物;②_______。
(2)“碱浸”时发生反应的物质为_______(填化学式),该反应的离子反应方程式为_______。
(3)“操作Ⅰ”需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和_______。
(4)“滤液1”经过一系列转化得到单质Al,写出该转化过程中由冶炼生成Al的化学方程式_______。
(5)已知滤渣1的主要成分是铁和铜的氧化物。试剂a为_______(填化学式),加入试剂a后与金属阳离子发生的主要反应有_______(写出离子反应方程式)。
(6)绿矾晶体在空气中久置易变质。请设计实验验证绿矾晶体是否已变质_______。
13.(24-25高一下·广东清远·期末)燃煤烟气中含有大量和NO。某小组模拟“漂白粉脱硫脱硝技术”并制备,部分流程如下。
(1)用脱硫的过程中,表现出的性质是___________性。滤渣的主要成分是___________(填化学式)。
(2)“脱氮”时与NO反应的离子方程式为___________;沉硫步骤中___________(填“能”或“不能”)用代替。
(3)“脱氮/脱硫”时需要控制一定的温度与pH。已知、NO脱除率与反应液的温度、pH关系分别如图1、图2所示。
①相对于,NO更难脱除,其原因可能是___________(填标号)。
a.该条件下的氧化性强于NO
b.燃煤排放的尾气中NO的含量多于
c.相同条件下在水溶液中的溶解性强于NO
②反应液温度为50~80℃时,随着温度的升高,脱除率逐渐降低的原因是___________。
③反应液pH越小,、NO脱除率越高,其原因是___________。
(4)如何检验“沉硫”过程中已沉淀完全?___________。
14.(24-25高一下·广东佛山·期末)我国生活垃圾焚烧产生的炉渣中含较多的锌、铜、铁等元素,将其回收具有重要的经济、环境和社会效益。一种回收工艺如下:
已知:相关金属离子生成氢氧化物沉淀的(金属离子的起始浓度为)如下所示。
氢氧化物
开始沉淀的
1.5
6.5
8.0
沉淀完全的
3.3
9.9
11.1
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为提高效率可采取的措施有___________(填两条)。
(2)“氧化”时,通入空气的目的是___________。
(3)“操作Ⅰ”加入控制溶液的范围为___________。
(4)“操作Ⅱ”包括过滤、洗涤、干燥,则滤液①所含主要离子为___________(写离子符号);确认洗涤干净的操作和现象是___________。
(5)“氨浸”时,酸浸炉渣中的铜单质与溶解氧、、氨水反应生成,进而与其他固体分离。请配平:______________________
(6)通过单因素条件实验,氨浸温度对铜浸取率的影响如图所示。30°C~50°C区间,铜浸取率随温度升高反而降低,分析其可能原因是___________。
15.(24-25高一下·广东汕头·期末)银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域,废银催化剂中回收银的一种流程示意图如下(部分条件和试剂略)。
(1)银的溶解
用稀溶出废银催化剂中的,反应的化学方程式是________。
研究表明,相同时间内,用硝酸双氧水协同法溶,不仅可减少氮氧化物的产生,还可提高银的浸出率。银的浸出率随温度的变化如图所示。
溶银过程中,双氧水可能参与的反应的离子方程式是________。(写一条即可)
时硝酸双氧水协同法银浸出率下降的原因可能是_________。
(2)银的还原
作还原剂,可将还原出来,将反应的化学方程式补充完整______:___(在答题卷上对应横线位置填上数字及化学式,每空必填)。
(3)银的含量测定
已知:白色
取ag银锭样品用稀硝酸溶解,得到待测液。取待测液,滴加滴溶液,再用溶液沉淀,至出现稳定的浅红色时消耗溶液。
上述过程中的作用是________。
银锭中银的质量分数是________。
16.(24-25高一下·广东茂名·期末)某铜冶炼渣的主要成分为和,另含有少量的,一种综合利用的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)中Fe的化合价为___________。可写成氧化物的形式,则写成氧化物的形式为___________。
(2)将铜冶炼渣粉碎的目的是___________。
(3)“熟化”时铁的浸出率与固液质量比关系如图,应选择的最佳固液质量比为___________。若铜冶炼渣中铁的质量分数为40%,在最佳固液比下浸出9.6kgFe,需使用硫酸___________kg(结果保留1位小数)。
(4)浸出渣的主要成分为、___________。写出与硫酸反应的化学方程式:___________。
(5)“除杂”步骤需要除去的杂质金属离子有___________。
(6)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
17.(24-25高一下·广东·期末)海水中存在丰富的化学资源,可以从中提取粗盐、溴、镁,具体流程如下:
(1)在实验室中,粗盐经提纯后仍含有杂质。将产品溶于水后,再经________(选填字母)操作可析出固体,该操作需要用到的玻璃仪器有玻璃棒和________(填仪器名称)。
a.过滤 b.蒸馏 c.蒸发结晶 d.降温结晶
(2)工业上冶炼金属镁的化学方程式为________。
(3)“吹出”步骤中吹出率与“吸收”步骤中流量的关系如下图所示,则的最佳流量为________。
(4)“吸收”步骤中,也可用溶液吸收,加热条件下,生成和,该反应的化学方程式为________。
(5)处理海水时,若消耗总体积为(标准状况),则海水中溴元素含量为________(忽略过程中溴的损耗)。
(6)为提高海水的综合利用,关于卤水提取溴和镁的先后顺序,有人提出不同观点:
甲:先用卤水提取溴单质,剩余液1用于提取镁单质。
乙:先用卤水提取镁单质,剩余液2用于提取溴单质。
选择________(填“甲”或“乙”)方案更佳,原因是________。
18.(24-25高一下·广东·期末)绿柱石的主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2,还含有少量FeO和Fe2O3,利用绿柱石冶炼Be的一种工艺流程如下:
已知:①铍元素的性质与铝元素相似
②在强碱性条件下,Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在。
③上述条件下,部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表:
金属离子
Be2+
Fe2+
Fe3+
开始沉淀pH
5.5
7.2
2.2
完全沉淀pH
7.5
9.5
3.2
请回答下列问题:
(1)Be元素在周期表中的位置___________。
(2)“熔炼”的目的是通过改变绿柱石晶体的稳定结构增强其反应活性,气体A的电子式为___________。
(3)若“溶浸”工序所加试剂浓硫酸改为稀硫酸,则“沉铁”工序所加试剂氨水应改为先加H2O2再加氨水会更好,加入H2O2原因是___________。
(4)“沉铍”时若使用过量NaOH溶液将导致铍的产率降低,用离子方程式解释原因:___________。
(5)“灼烧”工序的化学方程式为___________。
(6)镁或铍均会和氧气反应,“高温反应”时需加入保护性气体,保护性气体___________(填“能”或“不能”)选择N2。
(7)该流程中能循环使用的物质有HF、NH3和___________(填化学式)。
(8)若100kg绿柱石原料冶炼出的Be质量为18kg,不考虑冶炼过程中铍元素的损耗,绿柱石原料中含BeO的质量分数为___________(用百分数表示)。
19.(24-25高一下·广东韶关·期末)一种以低品位红土镍矿(主要含、FeO、、MgO、NiO、等)为原料获得净水剂黄钠铁矾[]并回收铝的工艺流程如下
已知:①黄钠铁矾为不溶于水橙黄色晶体;回答下列问题:
(1)黄钠铁矾[]中铁元素的化合价为___________。
(2)为加快酸浸速率,可以采取的措施___________(填2条),滤渣1的主要成分___________(填化学式)。
(3)“氧化”发生的离子方程式为___________。
(4)研究发现“造矾”反应溶液pH值与黄钠铁矾沉铁率、溶液铝保有率变化如图所示。溶液铝保有率越高,所得黄钠铁矾纯度越高。沉铁的最佳pH为___________;随着pH的升高,溶液中铝的保有率降低,可能的原因是___________。
(5)通入足量,“沉铝”后的滤液中主要成分是___________(填化学式),列举该物质在生产生活的一种用途___________。
(6)滤渣2主要为,可能含有少量。请设计实验方案验证滤渣2中含有:___________。
20.(24-25高一上·广东·月考)某工厂以镍废渣(主要成分为 Ni,含少量 Fe、 和不溶性杂质等)为原料制备翠矾,其生产工艺如图。
已知:①溶于 NaOH 溶液;
②该流程中几种金属离子生成对应氢氧化物沉淀的 pH如表。
金属离子
开始沉淀的 pH
完全沉淀的pH
Fe3+
2.7
3.7
Fe2+
7.6
9.7
Ni2+
7.1
9.2
回答下列问题:
(1)“碱浸”前镍废渣要进行粉碎,目的是___________。
(2)已知“酸浸”后溶液中含有金属阳离子主要有 ,写出加入稀硫酸分别生成 和 的离子方程式___________、___________。
(3)“转化”过程中加入 的目的___________。“转化”过程中温度不宜过高,原因是___________。该过程中可替代 的最佳物质是___________。(填标号)
A.酸性溶液 B. C.硝酸 D.新制氯水
(4)调节pH=a,是为了将溶液中的铁元素转化为沉淀完全除去,a的取值范围是___________。
(5)“调 ”过程中,证明杂质离子已经被完全除去的实验操作及现象是:取少量滤液B于试管中,___________。
(6)“操作1”的具体操作是___________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分离出硫酸镍晶体后的母液中含有的主要离子有___________。
(
地
城
突破
0
3
反应原理综合题
)
21.(24-25高一下·广东汕头·期末)近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇(CH3OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO与H2反应合成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)上述反应不符合原子经济性(指原子利用率为100%)的是反应____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)在某一时刻采取下列措施,能使反应Ⅰ的反应速率减小的措施是____(填字母)。
A.恒温恒容下,再充入CO B.升高温度
C.恒温恒压下,向其中充入Ar D.恒温恒容下,向其中充入Ar
(3)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ,下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是____(填字母)。
A.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol的CH3OH B.3ν(CO2)=ν(H2)
C.CH3OH的体积分数不再发生变化 D.容器内气体密度不再改变
(4)甲烷可以消除氮氧化物污染,发生反应CH4+2NO2N2+CO2+2H2O,在容积固定的密闭容器中,每次实验均加入CH4和NO2,使c(CH4)=1.0 mol·L-1、c(NO2)=2.0 mol·L-1,在不同条件下进行反应,测得c(CH4)随时间的变化情况如下表:
实验
序号
时间/min 温度/℃
10
20
30
40
50
1
800
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
2
800
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
①实验1中,在10~20 min内,ν(NO2)=________,30 min时ν(正)_______ν(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
②0~20 min内,实验2比实验1反应速率快的原因可能是_________。
(5)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2CH3OH)的工作原理如图所示。通入CO的一端是电池的___极(填“正”或“负”),电池工作过程中H+通过质子膜向___(填“左”或“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应式为________。
22.(24-25高一下·广东·期末)工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处,又有区别。路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是工业生产硝酸的主要途径,路线i、ii、iii是雷电高能氮转化过程中硝酸的生成途径。
(1)为提高步骤Ⅰ的反应速率,可以采取的措施有________(写出2条),步骤Ⅱ的化学反应方程式为________。
(2)对步骤Ⅲ的反应进行研究,一定条件下,在恒容密闭容器中,发生反应:,随时间的变化如下表:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①内,________。
②下图中,能表示浓度变化的曲线是________,A点处________(填“>”、“<”或“=”)。
③下列能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填字母)。
a.
b.容器内压强保持不变
c.容器内的密度保持不变
d.反应过程中值不变
(3)利用下图燃料电池装置,可处理尾气和,又可制得硝酸。
①和应从________(填“a”或“b”)通入。正极电极反应式为________。
②电池工作一段时间后,消耗,制得,则参与反应的与的物质的量之比为________。
23.(24-25高一下·广东惠州·期末)合成氨工业是国家实施粮食安全战略的基础。
Ⅰ.工业合成氨的反应方程式为,反应放热。
(1)的电子式是______。
(2)在一定温度下,往1L密闭容器中通入0.1mol和0.3mol,充分反应10min达到化学平衡状态,此时混合气体中的物质的量为0.06mol。
①下列表述一定能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变 B.和的浓度之比为1:3
C. D.容器内气体总压强保持不变
②0~10min,的平均反应速率为______mol·L-1·min-1,平衡时的转化率为______(已知:转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
Ⅱ.相比工业合成氨,“球磨法”是在温和的条件下(45℃和100kPa)合成氨,氨的最终体积分数更高,可高达82.5%。该法分为两个步骤(如图):第一步:铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化,产生高密度的缺陷,氮分子被吸附在这些缺陷上形成,有助于氮分子的解离;第二步:发生加氢反应得到。剧烈碰撞产生的能量传递有利于从催化剂表面脱附得到产物氨。
(3)下列说法正确的是______(填字母)。
A.“球磨法”反应条件温和是因为“氮气解离”放出热量
B.“球磨法”催化剂(Fe)缺陷密度越高,N₂的吸附率越高
C.“球磨法”升高温度有利于提高正反应速率,减小逆反应速率
D.“球磨法”有效避免了高温对合成氨反应限度的限制
(4)可用于固体燃料电池,电池中的固体氧化物可传递离子,其反应原理如图所示,通入的电极为电池的______(填“正极”或“负极”),该电极上发生的电极反应式为________。
24.(24-25高一下·广东清远·期末)利用氧化还原原理,可将汽车尾气中CO和NO转化为无污染气体。
I.在一定条件下,向一容积为2L的恒温恒容密闭容器中充入和4molNO,在催化剂作用下发生反应,测得反应过程中部分物质的量随反应时间变化的曲线如图所示(反应条件下各物质均为气态)。
(1),的平均反应速率为___________,点时___________(填“>”“<”或“=”。
(2)反应达到平衡时,的物质的量为___________,NO的转化率为___________。
(3)下列能说明该反应达到平衡的是___________(填标号)。
A.混合气体的平均摩尔质量不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.形成键的同时,有键断裂
D.
Ⅱ:用熔融的为电解质,以CO、NO为原料,可构成新型电池,该电池工作示意图如图所示。
(4)通入CO的电极是___________(填“正极”或“负极”),物质A的化学式为___________;正极的电极反应式为___________。
25.(24-25高一下·广东茂名·期末)氨作为一种富氢燃料,具有良好的产业基础,价格低廉,因此作为燃料电池燃料具有很大的发展潜力。
氨的制取可以用。
(1)已知:断开键吸收946.0kJ的能量,断开键吸收436.0kJ的能量,形成键放出390.8kJ的能量,则合成时放出___________kJ的能量。
(2)若上述反应在恒温恒容密闭容器中进行,能说明该反应已达到化学平衡状态的有___________(填标号)。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的总压强不再变化
C.氨气的生成速率与氢气的消耗速率相等
D.键断裂的同时有键断裂
(3)在体积为2L的恒容密闭容器中,充入和,测得的浓度随时间变化如图所示。
①当反应进行到第4min时,前4min平均反应速率___________。
②其他条件不变,初始时进行下列操作,当反应进行到2分钟时氮气浓度可能达到0.35mol/L的是___________(填标号)。
A.降低温度 B.选择合适的催化剂 C.增大容器的体积 D.充入氩气
(4)氨燃料电池工作原理如图所示:
①电极B的名称是___________(填“正极”或“负极”)。
②电极A的电极反应方程式为___________。
③当电路中转移了6mol电子时,理论上消耗的氧气是___________g。
26.(24-25高一下·广东广州·期末)二甲醚()是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为、和少量的)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:(i)
(ii)
水煤气变换反应:(iii)
二甲醚合成反应:(iV)
回答下列问题:
(1)是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上可使用碱浸法从铝土矿制备较高纯度Al的主要工艺流程常用到的试剂是:_______。
(2)分析二甲醚合成反应(iV)对于CO转化率的影响_______。
(3)①由和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_______。
②判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中,下列不能作为反应达到化学平衡状态的依据是_______。
A.平均摩尔质量保持不变 B.容器的密度不变
C.容器内压强保持不变 D.单位时间内消耗2mol CO同时消耗1mol二甲醚
③根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_______。
(4)有研究者在催化剂(含和)、压强为5.0MPa的条件下,由和CO直接制备二甲醚,结果如图①所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_______。
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。以多孔铂为电极,如图②装置中分别通入和构成二甲醚燃料电池,则d电极是_______(填“正极”或“负极”),该电池的负极的电极反应式为_______。
27.(24-25高一下·广东深圳·期末)研究非金属化合物具有重要意义,请完成一下问题。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l)ΔH1=akJ·mol-1
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g)ΔH2=bkJ·mol-1
2HI(g)=H2(g)+I2(g)ΔH3=ckJ·mol-1
则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)ΔH=___________kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。
(2)NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化如图所示,该反应反应物的总能量___________(填“小于”或“大于”)生成物的总能量。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________。
(3)为解决焦炉煤气排放问题,我国利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)∆H。甲醇结构如下图,表中所列为常见化学键的键能数据:
化学键
键能kJ/mol
348
414
436
326.8
1032
464
则该反应的∆H=___________。
(4)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示(图中省略H+、OH-、H2O)。
①该循环过程中的作用是___________,图示总反应的化学方程式为___________。
②已知上述总反应消耗1molH2S(g)时放出akJ热量,则该总反应中转移NA个电子时,放出___________kJ热量。(用含a的式子表示)
(5)673K时,各步反应的能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。
该历程中决速步骤的反应方程式为___________。
(6)Na-CO2电池可以实现对CO2的利用,该电池放电的反应方程式为:4Na+3CO2=2Na2CO3+C.其工作原理如图所示(固体沉积物中含两种固体)。请写出正极的反应方程式___________。
28.(24-25高一下·广东云浮·期末)高纯硅可用于制成芯片。工业上高纯硅可通过以下反应制得:(注:g代表气态,s代表固态)。回答下列问题:
(1)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入和,下列情况不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.氢气的质量不随时间变化 B.气体的总压强不随时间变化
C. D.HCl气体的体积分数保持不变
(2)制备高纯硅的尾气不能排入空气,下列吸收HCl的方式合理的是___________(填标号)。
(3)上述反应的正反应是吸热反应,下列能量变化符合逆反应的是___________(填“a”或“b”)。
(4)在1100℃时,向2L恒容密闭容器中充入和,测得反应过程中各物质的物质的量(n)随时间的变化如图所示。
①表示与时间关系的曲线是___________(填“”或“”)。
②内,用HCl表示的平均反应速率为___________,实际工业生产中,常通入过量的目的是___________。
③已知每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为___________(用含Q的代数式表示)kJ。
④的平衡转化率为___________%。
29.(24-25高一下·广东深圳·期末)工业上在持续加热的条件下,氢气和碘蒸气经铂黑催化合成碘化氢,发生反应的化学方程式为
(1)在25℃和101kPa条件下,已知化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
一定条件下,和反应生成1mol时,_______(填“放出”或“吸收”)_______kJ能量。
(2)在某2L恒容密闭容器中充入物质的量均为4mol的和,在T℃下发生反应,HI的物质的量分数(%)随时间的变化如图所示。
①下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内气体颜色不再发生变化
B.容器内气体密度保持不变
C.断裂2mol键的同时,生成1mol键
D.容器内压强不再发生变化
②0~5s内,_______,5s时_______(计算结果保留两位有效数字)。
③下列方法能够增大反应速率的有_______(填标号)。
A.增大容器体积 B.保证容器体积不变的情况下充入适量氩气
C.充入氢气 D.升高温度
30.(24-25高一下·广东梅州·期末)煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除,得到洁净的二次能源,对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。以下是一种煤间接液化过程发生反应的化学方程式:①;②。
(1)下列措施不能增大上述反应①速率的是_______(填字母)。
A.升高温度 B.增加煤炭的用量 C.及时分离产物 D.加入合适的催化剂
(2)在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2,一定条件下发生上述反应②测得和的物质的量变化如下图所示:
①下列描述中能说明上述反应②达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.和三种物质的浓度相等
B.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的密度不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗的同时消耗
②根据上图可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点是_______(填“a”或“b”或“c”或“d”);用同一物质表示反应速率时,a、c两点的正反应速率:_______ (填“>”或“<”或“=”)。
③反应开始至3min,H2的平均反应速率为_______(写出计算过程)。
(3)反应②反应过程中的能量变化如下图所示,已知断开中的化学键需要吸收的能量为1072kJ,断开中的化学键需要吸收的能量为426kJ,则断开中所有的化学键共需要吸收_______kJ的能量。可作燃料电池的燃料,则通入的一极为_______极。
(
地
城
突破
0
4
有机化学综合题
)
31.(24-25高一下·广东惠州·期末)聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃或亚克力,具有优异的透光性、表观光泽度等特性,一种合成聚甲基丙烯酸甲酯的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物ⅲ含有的官能团名称为_________。
(2)反应①的化学方程式为:,则M的化学式为______。
(3)下列有关说法中,正确的有______。
A.1molⅰ与1mol的反应只生成和HCl
B.化合物ⅱ与互为同系物
C.化合物ⅳ中所有碳原子共平面
D.化合物ⅶ能使溴的四氯化碳溶液褪色
(4)根据化合物ⅲ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构(有机产物)
反应类型
a
______
______
b
Na
______
置换反应
(5)化合物X的分子组成比化合物v的多2个氢原子,且能与溶液反应。则化合物X的结构简式为______(任写一种)。
(6)反应④的化学方程式为________。
32.(24-25高一下·广东湛江·期末)乳酸(F)是一种重要的有机酸,是产量及消费量仅次于柠檬酸的第二种有机酸,有资料表明乳酸的消费量占有机酸总消费量的左右。乳酸的合成路线如图所示,A是最简单的烯烃,请回答下列问题:
(1)A的结构式为___________,C的分子式为______________________。
(2)D中含氧官能团的名称为___________,D→F的反应类型为______________________。
(3)在加热、加压、催化剂作用下,E+X→F的化学方程式为___________,与足量溶液反应,最多能消耗___________。
(4)在催化剂作用下,E可以发生加聚反应生成高分子,该高分子的结构简式为___________。
(5)若H是D的同系物,相对分子质量比D大14,则H的结构有___________种,其中含有2个甲基的结构简式为___________。
33.(24-25高一下·广东东莞·期末)巴豆酸乙酯呈水果香,可用作食品香精。以乙烯或纤维素为原料可合成巴豆酸乙酯(G)。
(1)A的名称为___________。
(2)反应②的反应类型是___________。
(3)E的分子式为___________,含氧官能团名称是___________。
(4)反应④的化学方程式为___________。
(5)下列说法正确的是___________(填编号)。
a.纤维素可被人体吸收和利用 b.B→A的转化过程被广泛应用于酿酒
c.反应①的原子利用率为100% d.D属于羧酸类物质
(6)巴豆酸乙酯可发生加聚反应,所得聚合物可用于制备具有特殊性能的涂料。聚巴豆酸乙酯的结构简式为___________。
34.(24-25高一下·广东汕尾·期末)2-甲基丙烯醇()是合成某高分子材料的单体,其制备方法如图所示。
(1)化合物C中官能团有___________(填名称)。
(2)反应1的类型为___________。
(3)乙烯与化合物A互为___________(填字母,后同);与化合物D互为___________。
a.同系物 b.同分异构体 c.同一种物质
(4)在一定条件下,化合物A与水反应的产物的结构简式为___________(写一种)。
(5)在一定条件下,化合物B发生加聚反应合成高分子材料,其化学方程式为___________。
(6)请写出化合物D与乙酸发生酯化反应的化学方程式:___________。
(7)一定条件下,下列物质中能与化合物D发生反应的有___________(填字母)。
a.溴的四氯化碳溶液 b.酸性溶液 c. d.NaOH溶液
35.(24-25高一下·广东云浮·期末)有机高分子材料在生产、生活中有广泛应用。以石油化工的基本产品为原料合成三种高分子材料的工艺如图所示,其中B可以调节植物生长,也可用于催熟果实。回答下列问题:
(1)G的分子式是___________,B和E互为___________(填“同分异构体”或“同系物”)。
(2)B的电子式为___________,A的结构简式为___________。
(3)上述C和F转化为G的反应类型是___________(填标号)。
a加聚反应 b.氧化反应 c.取代反应 d.还原反应
(4)F中含氧官能团的名称是___________,D的化学名称是___________。
(5)写出的化学方程式:___________。
(6)M是G的同分异构体,M能与溶液反应,且不为环状化合物,符合条件的M有___________种(不考虑立体异构)。
36.(24-25高一下·广东汕头·期末)丙烯是重要的有机原料和中间体。在一定条件下,丙烯能发生的部分转化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)高聚物的结构简式为________;若的平均相对分子质量为21000,则其平均聚合度为_______。
(2)0.1 mol G完全燃烧需要标准状况下氧气的体积为_______。
(3)的含5个碳原子的同系物有_______种同分异构体(不含立体异构);G的官能团的名称为________。
(4)由D生成E的化学方程式为_________。
(5)由D与F生成G的化学方程式为________。
37.(24-25高一下·广东江门·期末)乳酸乙酯可作为牛奶、果酒等食物香精。以淀粉为原料合成乳酸乙酯的路线如下:
(1)C的名称为_______,E所含官能团的名称为_______。
(2)B为乳酸,其结构简式为_______,写出一种与B具有相同官能团的同分异构体的结构简式_______。
(3)写出反应③的化学方程式_______。
(4)对于化合物E,分析预测其可能的化学性质,完成下表:
序号
反应试剂、条件
反应生成的新物质
反应类型
①
,催化剂、加热
_______
_______
②
_______
_______
(5)下列叙述不正确的有_______(填序号)。
a.A能发生水解反应
b.化合物C和互为同系物
c.反应④的原子利用率为100%
d.D分子中所有原子都在同一平面上
38.(24-25高一下·广东深圳·期末)聚羟基丁酸酯(PHB)是一种用途广泛的可降解塑料,其两种降解路线(醇解与热解)如下图所示(部分反应试剂、反应条件略)。
(1)化合物Ⅰ的分子式为___________,其官能团的名称为___________、___________。
(2)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.与PHB互为同分异构体
B.若反应①中原子利用率为100%,则反应物x为V形结构
C.化合物Ⅰ中所有原子共平面
D.反应②中有C-O键的断裂
(3)以为原料可合成化合物I,其合成路线如下:
(a)的名称为___________。
(b)反应③中,与NaOH反应生成与一种化合物y,则y的化学式为___________。
(c)反应④的反应类型为___________,所需的反应试剂与反应条件为___________。
(4)M是化合物Ⅱ的同分异构体,写出符合下列条件的M的结构简式___________(写一种)。
ⅰ.1molM与足量钠反应生成
ⅱ.M可与反应生成
ⅲ.有两个连在同一碳上
(5)一定条件下,以化合物Ⅲ为原料可合成化合物,该反应的化学方程式为___________。
39.(24-25高一下·广东·期末)糖类是绿色植物光合作用的产物,是人类主要的能量来源,也是化工生产的原料。
(1)G的官能团名称为________。
(2)B转化为E的反应条件和试剂为________。
(3)口罩可隔绝粉尘、病菌等,熔喷布是口罩的主要材料,可由丙烯为原料制备,发生类似C到塑料D的反应,写出该反应的化学方程式________。
(4)关于上述流程中的相关物质及转化,下列说法中正确的有________。
a.存在从有机物逐渐转化为无机物的过程
b.到的转化用酸性溶液难以实现
c.淀粉和纤维素属于多糖,都能为人体提供能量
d.蔗糖和麦芽糖均属于二糖,两者互为同分异构体
(5)若为淀粉,将适量与稀硫酸混合液加热一段时间,判断是否发生水解的方法是________。
(6)有机物的分子式为,写出满足下列条件的结构简式________。
①与C互为同系物 ②分子中所有碳原子一定处于同一平面
40.(24-25高一下·广东深圳·期末)丙烯是一种重要的化工原料,其合成聚丙烯酸乙酯的路线如下:
回答下列问题:
(1)反应①的方程式为_______,该反应类型为_______。
(2)化合物Ⅲ中含氧官能团名称是_______。
(3)化合物Ⅳ的结构简式为_______。
(4)关于化合物V(),下列说法中正确的是_______
a.所有原子可能共平面 b.是乙酸()的同系物
c.不能与新制悬浊液反应 d.可以使溴的溶液褪色
(5)反应⑤的方程式为_______。
(6)化合物Ⅵ有多种同分异构体,书写符合下列要求的同分异构体结构简式_______。
ⅰ.与V具有相同官能团;ⅱ.不含甲基()
(7)聚丙烯酸乙酯的结构简式为_______。
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综合压轴40题
四大高频考向概览
突破01 实验探究综合题
突破02 化工流程综合题
突破03 反应原理综合题
突破04 有机化学综合题
(
地
城
突破
01
实验探究综合题
)
1.(24-25高一下·广东江门·期末)硫及其化合物之间的转化具有重要意义。某学习小组将通入溶液时观察到有白色沉淀,并对产生白色沉淀的原因进行探究。请回答下列问题:
(1)下列实验方案适用于在实验室制取的有_______。
A.
B.
C.
D.
(2)配制:溶液的过程中,用到的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还有_______(填名称)。
探究白色沉淀产生的原因。
【提出假设】
(3)假设一:主要是氧气将氧化为,产生白色沉淀。假设二:主要是酸性条件下具有氧化性,将氧化为,产生白色沉淀。假设二对应的离子方程式,补充完整方程式_______。
【设计实验】
该小组成员设计了如图所示的实验装置进行探究。取溶液或溶液于A、B、C、D四个烧杯中,均放入pH传感器,然后通入气体。冷却至室温后,测量溶液pH变化。
A烧杯
B烧杯
C烧杯
D烧杯
煮沸后并冷却至室温的X溶液,加入食用油
未煮过的溶液
煮沸后并冷却至室温的溶液,加入食用油
未煮过的溶液
(4)向A烧杯与C烧杯中加入食用油的目的:_______。
(5)试剂X应为_______。
【实验记录】
pH变化
溶液中是否产生沉淀
A烧杯无明显现象,B、C、D三个烧杯中均出现浑浊现象。
【实验结论】
(6)A烧杯中没有观察到白色沉淀,但pH传感器显示溶液呈酸性,其原因是_______(用化学方程式表达)。
(7)结合上述实验记录,可证明假设一正确,依据为_______。
【答案】(1)CD
(2)250mL容量瓶、烧杯
(3)
(4)隔绝氧气
(5)
(6)SO2+H2OH2SO3
(7)烧杯A、B对比说明O2能将SO2氧化成;烧杯A、C对比说明酸性条件下能将SO2氧化成,烧杯B、D的曲线相差不大,说明主要是O2将SO2被氧气为,与钡离子反应产生白色沉淀
【详解】(1)A.分解制取,需要高温和催化剂,且制得的气体有杂质氧气,不适用于在实验室制取,A不符合题意;
B.用与氧气反应制取,不易控制和收集,不适用于在实验室制取二氧化硫,B不符合题意;
C.浓硫酸与反应制得,操作简便,适用于在实验室制取二氧化硫,C符合题意;
D.铜和浓硫酸在加热条件下可以制得二氧化硫,固液加热制取气体,适用于在实验室制取二氧化硫,D符合题意;
故选CD。
(2)配制250mL0.1mol/LBa(NO3)2溶液,用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、250 mL容量瓶、胶头滴管,故答案为烧杯、250mL容量瓶。
(3)酸性条件下具有氧化性,将氧化为,产生白色沉淀,离子方程式为。
(4)由于实验中需要研究氧气的作用,因此需要控制变量,食用油起到隔绝氧气的作用。
(5)根据控制变量法,A与B是控制试剂不变,研究氧气对产生白色沉淀起到的作用,因此试剂X应为溶液。
(6)A烧杯pH传感器显示溶液呈酸性的原因是:二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸是弱酸会部分电离出离子,用化学方程式表示为SO2+H2OH2SO3 。
(7)根据变量控制思想,对比实验AB,A烧杯煮沸的BaCl2溶液未出现白色沉淀,B烧杯中加入未煮沸的BaCl2溶液出现白色沉淀,说明O2能将SO2氧化为,与钡离子反应产生白色沉淀;对比AC,说明酸性条件下能将SO2氧化为;对比BD,未煮过的BaCl2溶液和未煮过的Ba(NO3)2溶液的曲线相差不大,说明主要是O2将SO2氧化为,与钡离子反应产生白色沉淀,由此可证明假设一正确。
2.(24-25高一下·广东深圳·期末)某实验小组探究溶液与Cu的反应。
Ⅰ.配制溶液
(1)配制溶液时,进行如下操作:溶解→转移→操作1→转移→混匀→定容→操作2→装瓶贴标签。操作1、操作2依次为___________、___________(填标号)。
A.干燥 B.搅拌 C.摇匀 D.洗涤
(2)若定容时俯视容量瓶的刻度线,则会导致所配溶液的浓度___________(填“偏高”或“偏低”)。
Ⅱ.探究反应中氧化Cu的微粒
实验小组测得溶液中,并完成实验ⅰ。
序号
操作
现象
ⅰ
向溶液中加入1.0gCu粉,振荡
一段时间后,Cu粉部分溶解,得到深棕色溶液,未观察到气体产生
(3)经检测,实验ⅰ反应后溶液中含有。据此可知,实验ⅰ的反应体系中,___________(填离子符号)氧化了Cu。
(4)甲同学根据实验i中现象推测未氧化Cu,并通过实验ⅱ验证其推测(已知不参与反应,忽略溶液体积变化)。
序号
操作
现象
ⅱ
向溶液中加入质量为①___________g(保留两位有效数字)的②___________(填化学式)固体,再加入1.0gCu粉,振荡,并测溶液
较长时间内未观察到明显现象,基本不变
(5)乙同学认为甲同学的方案不严谨,在实验ⅰ的反应体系中还存在的影响。
查阅资料可与NO结合生成,在水溶液中呈深棕色。
资料整理溶液与Cu的反应过程如下:
①反应2的离子方程式为___________。
②由反应2可知,氧化性:___________(填“大于”或“小于”)。
实验结论 溶液与Cu的反应体系中,直接氧化Cu;在的影响下,间接氧化Cu。因此,微粒的氧化性受体系环境影响。
结论分析 ③向实验ⅱ中再加入少量固体,振荡后也可观察到Cu粉部分溶解,其原因是___________(已知不参与反应)。
【答案】(1) D C
(2)偏高
(3)
(4) 1.4
(5) 大于 时,加入的被氧化为,与Cu粉反应,导致Cu粉部分溶解
【分析】本题为实验原理的探究,探究和溶液的反应原理,根据探究流程进行研究,首先研究溶液成分,提出假设,可能氧化了或将氧化,,设计实验方案,实施实验,根据实验现象得出结论。
【详解】(1)在配制溶液时,配制操作的具体流程为:溶解→转移→洗涤→转移→混匀→定容→摇匀→装瓶贴标签,根据这一流程,可知操作1、操作2依次为:洗涤、摇匀;则符合条件的选项为:D、C。
(2)若定容时俯视容量瓶的刻度线,则此时液面还未到刻度线,溶液体积偏小,最后会导致所配溶液的浓度:偏高。
(3)向溶液中加入1.0gCu粉,振荡,反应后溶液中含有,说明被Cu还原,或氧化了Cu。
(4)甲同学根据实验i中现象推测未氧化Cu,并通过实验ⅱ验证其推测,即需要增加的浓度,根据反应和不参与反应,可以加入来补充,根据控制变量原则,在实验ⅰ中的,则该实验中还需要补充的质量为:。
(5)①根据转化关系图可知,反应2的离子方程式为:;
②由反应2可知,氧化剂是,氧化产物是,则有氧化性:大于;
③向实验ⅱ中再加入少量固体,振荡后也可观察到Cu粉部分溶解,在不参与反应的前提下,其原因可能是:时,加入的被氧化为,与Cu粉反应,导致Cu粉部分溶解。
3.(24-25高一下·广东清远·期末)某小组同学制备,并探究不同条件下与的反应。
(1)选用Cu与浓反应制备,气体发生装置应选择下图(部分装置的夹持仪器已省略)中的___________(填标号,下同),气体的收集装置应选择下图中的___________。
(2)收集两试管各气体,分别倒置在盛有热水(80℃)和冰水(0℃)的两只水槽中,观察实验现象,10分钟后记录如下(忽略温度对溶液pH及气体体积的影响):
实验编号
剩余气体
溶液状态
实验1(热水)
无色,3mL
无色,
实验2(冰水)
几乎无气体
无色,
①检验实验1中剩余气体的方法:向试管中充入少量空气,气体由无色变为红棕色。用化学方程式表示检验的反应原理:___________。
②甲同学认为实验2中几乎全部溶于水,过程中未发生化学反应。证明甲同学猜想不成立的实验证据是___________。
(3)将实验1和实验2所得溶液放置一天后,观察到实验现象如下:
实验1(热水):剩余气体4mL,溶液无色,,无气泡生成。
实验2(冰水):剩余气体1mL,溶液无色,,有无色细小气泡生成。
查阅资料:二氧化氮与水的反应分两步进行,第一步为,第二步为。
①实验2中无色细小气泡中的气体是___________。判断与热水(80℃)反应中是否有生成并说明理由:___________。
②根据上述实验结果,二氧化氮与水的两步反应中,第一步的反应速率比第二步___________(填“快”或“慢”),实验1和实验2在进行10分钟后剩余气体明有显差别的原因是___________。
(4)对吸收尾气所用试剂及条件提出建议:___________。
【答案】(1) A D
(2) 溶液无色、
(3) NO 有,放置过程中剩余气体增加(亚硝酸分解),表明溶液中存在 快 实验1的温度较高,亚硝酸分解速率大,相同时间内生成NO更多
(4)用冷的浓NaOH溶液吸收
【分析】铜与浓硝酸反应会生成二氧化氮,根据二氧化氮密度比空气大可知收集时长导管通入,多余的二氧化氮气体可用冷的氢氧化钠溶液吸收,效果更好。
【详解】(1)Cu与浓HNO3反应为固液不加热型,装置A是固液不加热型,B是固体加热型,C是固液加热型,故发生装置选A;NO2密度比空气大,能与水反应,用向上排空气法收集,装置D是向上排空气法(气体长进短出),E是向下排空气法,F是排水法,故收集装置选D。
(2)实验1中剩余无色气体是NO,充入空气后,NO与O2反应生成红棕色的NO2,化学方程式为;实验2中溶液为无色,且溶液的pH=1.1,说明生成的酸,即证明二氧化氮与水发生反应;
(3)根据题干信息二氧化氮与水的反应分两步进行,第一步为,第二步为,故可知实验2中无色细小气泡中的气体是NO;根据题中信息可知放置过程中实验1中剩余气体增加,表明HNO2分解产生了NO,即溶液中存在HNO2,故有HNO2生成,放置过程中剩余气体增加(亚硝酸分解),表明溶液中存在;根据实验可知,第一步反应生成HNO2,第二步反应才生成NO,反应10 min时实验1有剩余气体,实验2几乎无气体,放置1天后发现剩余气体均有增加,说明第一步反应较快完成,而第二步反应较慢;实验1和实验2在进行10分钟后剩余气体明有显差别的原因是实验1的温度较高,亚硝酸分解速率大,相同时间内生成NO更多;
(4)根据发现可知,吸收NO2尾气,用冷的浓氢氧化钠溶液效果更佳。
4.(24-25高一下·广东云浮·期末)某小组设计实验探究催化氧化制备的原理(如图1)。回答下列问题:
已知:的熔点为16.8℃,沸点为。
(1)实验室常用图2装置制备,宜选择的试剂为___________(填标号)。
a.的硝酸和粉末 b.的硫酸和粉末
c.Cu和的硫酸 d.饱和溶液和的硫酸
(2)图2中带活塞的玻璃仪器的名称是___________。
(3)A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、___________和___________。
(4)B装置中的作用是___________,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为___________。
(5)C装置中冰盐水的作用是___________,E装置中观察到的现象是___________。
【答案】(1)bd
(2)分液漏斗
(3) 干燥气体 调节气体流速(此两空不分先后)
(4) 作催化剂
(5) 降低温度,使凝固 红色(或粉红色)溶液颜色变浅(或变为无色)
【分析】混合气通过浓硫酸装置干燥、混合,进入B装置催化氧化生成三氧化硫,三氧化硫在C装置冷凝,尾气使用E中氢氧化钠溶液吸收;
【详解】(1)图2装置制备,为固液不加热反应,宜选择的试剂为b.的硫酸和粉末、d.饱和溶液和的硫酸;硝酸氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,不生成二氧化硫;铜和浓硫酸需要加热生成二氧化硫;故选bd;
(2)图2中带活塞的玻璃仪器的名称是分液漏斗;
(3)浓硫酸具有吸水性,可以做干燥剂,且气体通过溶液可以通过气泡观察气体流速,故A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、干燥气体、调节气体流速(此两空不分先后);
(4)B装置中的作用是催化二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为;
(5)已知:的熔点为16.8℃,冰水可使三氧化硫冷凝,故C装置中冰盐水的作用是降低温度,使凝固,E装置中二氧化硫和氢氧化钠反应使得溶液碱性减弱,观察到的现象是红色(或粉红色)溶液颜色变浅(或变为无色)。
5.(24-25高一下·广东广州·期末)化学反应常伴随热效应。化学反应中的热效应又称反应热,包括燃烧热、中和热等,某些反应的热量变化,通过量热装置测量某反应前后体系温度的变化,可获得该反应热量变化的数值Q。(已知:本实验所有反应体系的C和分别取、,忽略水以外各物质吸收的热量,忽略温度对的影响,下同)
(1)若1g葡萄糖完全燃烧放出的热量为a kJ,则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)中和热的测定:
配制盐酸溶液:配制溶液,需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、_______(从下列图中选择,写出名称)。
(3)热量的测定
①甲同学量取溶液和盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值()分别为、,则盐酸与NaOH溶液反应的中和热的数值为_______
②已知强酸与强碱的中和热为。某兴趣小组的实验数值结果大于原因可能是(填字母)_______。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.读取混合液的最高温度记为终点温度
c.一次就把NaOH溶液全倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用量筒量取盐酸时仰视读数
e.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,直接测定盐酸的温度
(4)焓变的测定:
借鉴(2)的方法,甲同学测定放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度
反应前
反应后
i
溶液
1.20g Fe粉
a
b
ii
0.56g Fe粉
a
c
①温度:b_______c(填“”、“”或“”)。
②_______(选择表中一组数据计算)。
结果表明,该方法可行。
(5)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A:的焓变。查阅资料:配制溶液时需加入酸。
提出猜想:Fe粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想:用pH试纸测得溶液的pH不大于1;向少量溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和_______(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计:乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为_______。
【答案】(1)
(2)100mL容量瓶、胶头滴管;
(3) d
(4) > 或
(5) Fe+2H+=Fe2++H2↑ 将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应,测量反应热,计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1,根据(3)中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2,根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2
【详解】(1)若1g葡萄糖完全燃烧放出的热量为a kJ,180g葡萄糖完全燃烧放出热量180a kJ,反应的热化学方程式为: ;
(2)配制盐酸溶液:配制100mL 0.5500mol/LHCl溶液,需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,故答案为:100mL容量瓶、胶头滴管;
(3)①测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,温度差为(T1-T0)℃,V总为100mL,则该过程放出的热量为,反应生成水物质的量=0.50mol/L×0.050L=0.025mol,中和热,故答案为:;
②a.实验装置保温、隔热效果差,会造成热量损失,进一步导致放出热量小于57.3kJ,故a错误;
b.读取混合液的最高温度记为终点温度,是正确操作,不会造成热量减小,故b错误;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,会造成热量的损失,进一步导致放出热量小于57.3kJ,故c错误;
d.用量筒量取盐酸时仰视读数,量取盐酸溶液体积增大,实验数值结果大于57.3kJ/mol,故d正确;
e.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,温度计中会蘸有NaOH溶液,直接测定 H2SO4溶液的温度,会中和部分硫酸,导致硫酸与氢氧化钠反应时,放出的热量减少,故e错误;
故选d;
(4)①100mL0.20mol/LCuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02mol,1.20g铁粉和0.56g铁粉的物质的量分别为0.021mol、0.01mol,实验i中有0.02molCuSO4发生反应,实验ii中有0.01molCuSO4发生反应,实验i放出的热量多,则b>c;
②若按实验i进行计算,=;若按实验ii进行计算,,故答案为:或;
(5)用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1,向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,气泡为氢气,还存在铁与酸反应,离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑;乙同学根据相关原理,重新设计优化的实验方案的重点为如何防止Fe与酸反应产生影响,可以借助盖斯定律,设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应,故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应,测量反应热,计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1,根据(3)中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2,根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2。
6.(24-25高一下·广东肇庆·期末)某学习小组为研究铜与硝酸的反应做了如下实验。
序号
实验装置
实验操作
实验现象
1
室温下,向具支试管中加入5mL稀硝酸,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体中
缓慢产生气泡,铜丝逐渐变细,溶液变蓝
2
室温下,向具支试管中加入5mL浓硝酸,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体中
反应剧烈进行,试管上方立即产生红棕色气体,铜丝变细,溶液变绿
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,其原因为___________。
(2)实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为___________(用化学方程式表示)。
(3)实验1中可用酸性溶液处理尾气。已知酸性溶液可以将氧化为,被还原为。欲处理3.0g,需要的物质的量为___________。
(4)实验2具支试管中发生反应的离子方程式为___________。
(5)实验2中观察到溶液变绿。小组同学查阅资料得知,溶液呈蓝色,的饱和溶液呈黄色。小组同学猜想溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的。
实验操作:取2mL实验2反应后的绿色溶液于试管中,___________(填实验操作),溶液变成蓝色,证明猜想正确。
(6)实验2中铜与浓硝酸反应比实验1中铜与稀硝酸反应更剧烈,放出气体速率更快。小组同学查阅资料得知,溶于水可发生反应:(弱酸,不稳定,易分解)。于是猜想:能加快铜与硝酸的反应速率。小组同学又利用实验1、2中的装置做了如下实验。
序号
实验操作
实验现象
3
室温下,向具支试管中加入5mL稀硝酸以及少量固体,振荡溶解,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体
___________
①表格中的实验现象为___________。
②通过实验___________和___________对比可证明猜想正确(填“1”“2”或“3”)。
(7)请写出硝酸的一种用途:___________。
【答案】(1)硝酸见光易分解
(2)
(3)0.06mol
(4)
(5)加入适量水
(6) 立即产生气泡,铜丝变细,溶液变蓝 1 3
(7)用于制化肥、农药以及燃料等
【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响,应该要注意控制研究的变量以外,其它量要相同,以此进行对比;
【详解】(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,因为硝酸见光易分解;
(2)实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为硝酸和铜生成硝酸铜和NO,NO和空气中氧气反应生成红棕色二氧化氮,反应为:;
(3)酸性溶液可以将氧化为,被还原为,结合电子守恒,存在,欲处理3.0g(为0.1mol),需要的物质的量为0.06mol;
(4)实验2具支试管中发生反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水,离子方程式为;
(5)二氧化氮会和足量水反应生成硝酸和NO,加入水使得二氧化氮被消耗,使得溶液中黄色褪去,显现出溶液的蓝色,说明溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的,故答案为:加入适量水;
(6)①猜想:能加快铜与硝酸的反应速率,则实验中加入固体后,氢离子和亚硝酸根离子生成,使得反应速率加快,故表格中的实验现象为立即产生气泡,铜丝变细,溶液变蓝。
②通过实验1和3变量为,两者对比可证明猜想正确;
(7)硝酸可用于制化肥、农药以及燃料等。
7.(24-25高一下·广东惠州·期末)某兴趣小组为拓展对还原性和氧化性的认识,进行了下列两组探究实验。
Ⅰ.探究和溶液反应。
已知:①室温下1.0mol·L-1的溶液的;
②该实验条件下不考虑被酸性溶液氧化。
(1)配制100mL1.0mol·L-1的溶液,需要固体______g[g·mol-1],该过程需要用到的仪器有______(填字母)。
(2)和溶液反应的装置如图所示。
①装置A中发生反应的化学方程式为________。
②装置B中产生了白色沉淀,经检验其成分为。分析B中产生白色沉淀的原因,兴趣小组提出如下猜想:
猜想1:与反应;
猜想2:在酸性条件下与反应;
(3)甲同学认为猜想1发生的离子方程式为________,从装置B中取出少量反应后的溶液,加入几滴溶液进行检验,发现溶液褪色。甲据此认为猜想1成立。乙同学认为该实验不严谨,理由是________。
(4)丙同学设计实验验证猜想2,并完成表中内容(提示:在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生。除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有:固体和盐酸等。)
实验步骤
现象
a.配制______,______的溶液,替换装置B中的溶液。
______
b.打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的,关闭弹簧夹。打开分液漏斗活塞,向三颈烧瓶中滴加浓硫酸并加热。
根据实验现象,得出结论:猜想2成立。
Ⅱ.探究与铜反应,实验的相关操作和现象及信息如图所示:
实验①
实验②
查阅资料:水溶液显棕色,(白色)
(5)通过上述两组对比实验,与铜反应的条件是_________。
【答案】(1) 24.2 BD
(2)
(3) 可能过量,溶解的也能使溶液褪色
(4) 1 3 装置B中有白色沉淀生成
(5)酸性条件下,有参与
【详解】(1)配制100mL1.0的溶液,需要固体的质量为,需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、容量瓶、玻璃棒和烧杯,故选BD;
(2)A为制备的装置,方程式为:;
(3)猜想1认为作氧化剂被还原为,发生的离子方程式为,乙同学认为该实验不严谨,可能过量,溶解的也能使溶液褪色;
(4)如果要论证在酸性条件下是与反应,则需要排除的干扰,需要配制与溶液pH相同,且浓度相同的溶液代替溶液,再验证是否有产生,因此用和盐酸配成pH=1,浓度为3的溶液,替换装置B中的溶液,若猜想2成立,则装置B实验现象为有白色沉淀生成;
(5)对比两组实验可知,与在酸性条件下,有参与时才能发生反应。
8.(24-25高一下·广东东莞·期末)某学习小组为探究外因对过氧化氢溶液分解的影响,利用3%溶液、粉末、饱和溶液等试剂,进行如下实验。
实验编号
溶液体积(mL)
温度(℃)
催化剂种类
收集相同体积所需时间(s)
1
20
25
无
几乎无气体产生
2
20
50
无
3
20
T
粉末
4
20
25
饱和溶液
(1)实验1和2的目的是探究___________对分解速率的影响。
(2)实验3和4的目的是探究催化剂种类对分解速率的影响。实验3中___________℃。
(3),该学习小组认为对分解的催化效果比更好,你是否同意该小组的看法?___________(填“是”或“否”),说明理由___________。
(4)医院常使用3%溶液杀菌消毒,给医生一条使用或存储建议___________。
(5)已知(其中钴、镍元素均为正二价)也可用作分解的催化剂,且催化活性较高。相同条件下,两种方法制取的催化剂催化分解1.80mol·L-1溶液的相对初始速率随x变化如图所示。
①该催化剂中铁元素的化合价为___________价。
②___________(填“微波”或“常规”)水热法制取的催化剂活性更高。
③该催化剂中,、两种离子中催化效果较好的是___________。
【答案】(1)温度(T)
(2)25
(3) 否 实验3、4中的浓度,以及和的状态、用量均不相同,无法比较
(4)启封后应尽快用完
(5) (或正三) 微波
【分析】控制变量法是通过固定其他影响因素,只改变一个变量来探究其对化学反应速率的影响。如实验1和2控制其他条件(如浓度、催化剂),仅改变反应温度,可以探究温度变化对分解速率的影响;实验3和4控制其他条件(如温度、浓度),仅改变催化剂种类,探究催化剂种类对分解速率的影响。
【详解】(1)实验1和2的变量是温度,目的是探究温度对分解速率的影响;
(2)实验3和4的目的是探究催化剂种类对分解速率的影响。变量为催化剂种类,根据“控制变量法”,实验3和4中温度应该相同,所以实验3中25℃。
(3)实验3、4中的浓度,以及和的状态、用量均不相同,无法比较和的催化效果,所以不同意该小组的看法。
(4)医院常使用3%溶液杀菌消毒,双氧水易分解,启封后应尽快用完;
(5)①中钴、镍元素均为正二价,根据化合价代数和等于0,Fe元素化合价为+3;
②根据图示,其它条件相同,微波水热法制取的催化剂活性更高。
③根据图示,随x增大,催化剂活性提高,可知该催化剂中,催化效果较好。
9.(24-25高一下·广东梅州·期末)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol/L的Ba(NO3)2溶液中, 得到了BaSO4沉淀,为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组提出了如下假设:假设一:溶液中的;假设二:溶液中溶解的O2。
(1)制备 SO2:用下图装置制备纯净的SO2,发生装置中反应的化学方程式为_______;装置的连接顺序为:a→_______(按气流方向,用小写字母表示)
(2)验证假设:该小组设计实验验证假设,请在下表空白处填写相关实验操作和现象。
实验步骤
实验现象
结论
实验1:将蒸馏水_________除去溶解氧
/
/
实验2:用实验1中蒸馏水配制0.1mol/LBaCl2溶液,取25mL该溶液于锥形瓶中,缓慢通入纯净的SO2气体
_______
假设一成立
实验3:用实验1中蒸馏水配制______,取25mL该溶液于锥形瓶中,缓慢通入纯净的SO2气体
_______
实验4:将纯净的SO2气体通入25mL___________
_______
假设二成立
(3)将SO2分别通入无氧、有氧且浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,探究和O2哪种微粒起到了主要氧化作用,pH变化如下图所示。写出曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式_______;a、c和b、d的对比实验说明氧化SO2的主要微粒是_______(填化学式)。
【答案】(1) b→c→g→f→d
(2) 加热煮沸 无白色沉淀 0.1mol/LBa(NO3)2 有白色沉淀 未经除溶解氧处理的0.1mol/L BaCl2溶液 有白色沉淀
(3) O2
【分析】浓硫酸与亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫,经浓硫酸干燥后通入烧瓶进行收集,二氧化硫密度大于空气,烧瓶中二氧化硫应该长进短出,二氧化硫为有害气体,多余气体需进行尾气处理;通过设计对比实验,控制实验变量,探究微粒种类对SO2氧化情况。
【详解】(1)浓硫酸与亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,化学方程式:;根据分析可知,装置连接顺序:a→b→c→g→f→d;
(2)氧气具有氧化性,为确保实验过程中蒸馏水中无氧气溶解,可通过加热煮沸形式将溶解的氧气除去;
若用除氧的蒸馏水配制0.1mol/LBaCl2溶液,取25mL于烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体,反应过程中无明显现象(无沉淀生成);用除氧的蒸馏水配制0.1mol/LBa(NO3)2溶液,取25mL于烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体,有白色沉淀生成,说明与有关,假设一成立;
若将纯净的SO2气体通入25mL未经除溶解氧处理的0.1mol/L BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明与氧气有关,假设二成立;
(3)由图,曲线c所示溶液中含氧气、且溶液酸性增加较大,则为氧气氧化二氧化硫,和氯化钡生成硫酸钡沉淀和HCl,发生反应的离子方程式;a、c和b、d的对比实验,在有氧条件下,溶液的酸性增强较为明显,说明氧化SO2的主要微粒是O2。
10.(24-25高一下·广东·期末)某实验小组同学探究在不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
【查阅资料】
Ⅰ、Mn(OH)2(难溶于水白色固体)、MnO2(难溶于水棕黑色固体)、 (绿色溶液)、 (紫色溶液)。
Ⅱ、浓碱条件下, 可被OH-还原为。
【实验探究】
Ⅰ、实验装置如下图(夹持装置略)
Ⅱ、实验记录
序号
物质a
C中实验现象
通入适量Cl2前
通入适量Cl2后
a
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
b
5%NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
c
40%NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
请回答下列问题:
(1)实验室用MnSO4固体配制100mL0.100mol/LMnSO4溶液,需要用到含硅酸盐材质的仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、___________(从下图中选择,填名称);
若配制MnSO4溶液过程中定容时俯视刻度线,则所配制溶液浓度___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)装置A中产生Cl2反应的离子方程式为:___________。
(3)装置B中的试剂是___________。
(4)通入适量Cl2前,实验b、c中沉淀由白色变为棕黑色反应的化学方程式为:___________。
(5)根据【查阅资料】Ⅱ可推断:【实验探究】序号c中通入适量Cl2后应得到绿色溶液,但实验中得到的是紫色溶液,现象与资料不符,实验小组同学进一步探究不符的原因。分析原因可能是:
原因一:可能是通入适量Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①请用离子方程式表示【实验探究】序号c通入适量Cl2后溶液碱性减弱的原因:___________,
但通过实验测定溶液的碱性变化很小可以忽略。
②取【实验探究】序号c中通入了适量Cl2并放置后的1mL悬浊液,再加入4mL40%NaOH溶液,溶液由紫色迅速变为绿色且绿色缓慢加深。溶液由紫色变为绿色反应的离子方程式为___________。溶液绿色缓慢加深原因是MnO2进一步被氧化。
后续实验证明【实验探究】序号c通入适量Cl2后的悬浊液中氧化剂过量。
③从反应速率的角度分析【实验探究】序号c通入适量Cl2后得到的是紫色溶液而不是绿色溶液的原因可能是:___________被氧化的速率大于___________被还原的速率(均填离子符号)。
【答案】(1) 100mL容量瓶 偏大
(2)
(3)饱和食盐水
(4)
(5)
【分析】在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2,因盐酸具有挥发性,氯气中混有氯化氢,为排除HCl对Cl2性质的干扰,装置B中盛有饱和食盐水,除去Cl2中的杂质HCl,装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl2与MnSO4反应,装置D的氢氧化钠溶液吸收多余Cl2,防止造成大气污染。
【详解】(1)MnSO4固体配制100mL0.100mol/LMnSO4溶液,需要用到含硅酸盐材质的仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、100mL容量瓶;若配制MnSO4溶液过程中定容时俯视刻度线,配制溶液体积偏小,配制溶液浓度偏大,故答案为:100mL容量瓶;偏大;
(2)装置A中HCl与KMnO4发生反应生成氯化钾、氯化锰、氯气、水,对应离子方程式为:,故答案为:;
(3)从A装置出来的氯气中混有氯化氢气体,装置B中盛有饱和食盐水,除去Cl2中混有的HCl,故答案为:饱和食盐水;
(4)通入Cl2前,b、c中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为:,故答案为:;
(5)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,对应的离子方程式为:,故答案为:;
②取c中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,可被还原为,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可知该反应的离子方程式为:,生成气体为O2,故答案为:;
③溶液中存在反应、,浓碱性条件下,离子浓度很大时,氧化的速率大于氢氧根离子还原高锰酸根离子的速率,导致实验c未得到绿色溶液,故答案为:;。
(
地
城
突破
0
2
化工流程综合题
)
11.(24-25高一下·广东深圳·期末)铍(Be)可用于宇航器件的构筑。一种利用铍精矿(主要含BeO,还含有少量)依次分离氟、铁、铝并制备铍的工艺流程如下。
已知:“酸浸”时,中的会与结合形成。
(1)Be位于元素周期表第___________周期第___________族。
(2)“酸浸”前铍精矿需粉碎处理,目的是___________;“浸渣”中所含的金属元素主要为___________(填元素符号)。
(3)“沉淀”时,“含氟滤液”中溶质的主要成分有、___________和___________(填化学式)。
(4)“碱溶”时,与分别转化为与。其中发生反应的离子方程式为___________。
(5)“水解”时,加入一定量水并煮沸,转化为沉淀。“含铝滤液”中经分离再生的物质可进入步骤___________中循环利用。
(6)“煅烧”生成的BeO经过系列反应转化为Be.
①BeO与C、在高温下反应生成和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为___________。
②高温下,Mg在惰性气氛中与反应,可置换出单质Be.不能选择作为惰性气氛的原因为___________。
【答案】(1) 二 ⅡA
(2) 增大接触面积,提高酸浸速率 Ca
(3)
(4)
(5)碱浸
(6) 高温下Mg会在中燃烧,影响Mg还原
【分析】铍精矿(主要含BeO,还含有少量)用硫酸酸浸,二氧化硅不与硫酸反应,浸渣为二氧化硅和硫酸钙,加入氨水将Fe3+、Al3+、[BeF4]2−转化为Fe(OH)3、Al(OH)3、Be(OH)2沉淀和含氟滤液,含氟滤液主要有未反应完全的,反应生成的NH4F、(NH4)2SO4,接着向沉淀中加入NaOH,Al(OH)3转化为Na[Al(OH)4],Be(OH)2转化为Na2[Be(OH)4],水解后除去含铝滤液,然后煅烧Be(OH)2得到BeO,最后得到Be,据此回答
【详解】(1)Be有2个电子层,最外层有2个电子,故Be位于元素周期表第二周期第ⅡA族;
(2)“酸浸”前铍精矿需粉碎处理,目的是增大接触面积,提高酸浸速率,根据分析可知,“浸渣”为二氧化硅和硫酸钙,故浸渣所含的金属元素主要为Ca;
(3)根据分析可知“沉淀”时,“含氟滤液”中溶质的主要成分有、NH4F、(NH4)2SO4;
(4)“碱溶”时,与分别转化为与,其中发生反应的离子方程式为;
(5)“水解”时,加入一定量水并煮沸,转化为沉淀,“含铝滤液”中含有NaOH,经分离再生后可进入步骤碱浸中循环利用;
(6)①BeO与C、在高温下反应生成和一种可燃性气体CO,该反应的化学方程式为:;
②高温下Mg会在中燃烧,影响Mg还原,所以Mg在惰性气氛中与反应,不能选择作为惰性气氛。
12.(24-25高一下·广东江门·期末)某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al及其氧化物和可燃性有机物,现利用如图所示工艺流程回收部分金属及其化合物。
回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的是:①将金属单质转化为氧化物;②_______。
(2)“碱浸”时发生反应的物质为_______(填化学式),该反应的离子反应方程式为_______。
(3)“操作Ⅰ”需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和_______。
(4)“滤液1”经过一系列转化得到单质Al,写出该转化过程中由冶炼生成Al的化学方程式_______。
(5)已知滤渣1的主要成分是铁和铜的氧化物。试剂a为_______(填化学式),加入试剂a后与金属阳离子发生的主要反应有_______(写出离子反应方程式)。
(6)绿矾晶体在空气中久置易变质。请设计实验验证绿矾晶体是否已变质_______。
【答案】(1)除去有机物
(2) Al2O3 Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
(3)漏斗
(4)↑
(5) Fe Fe+2H+=H2↑+Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu和Fe+2Fe3+=3Fe2+
(6)将久置绿矾晶体溶于稀硫酸,滴加2-3滴KSCN溶液,若溶液变红,则绿矾晶体已变质
【分析】废旧金属材料焙烧得到Fe2O3、Al2O3、CuO,碱浸溶解Al2O3,滤渣Ⅰ含有铁的氧化物、CuO,硫酸溶解滤渣Ⅰ,得到铁的硫酸盐、硫酸铜溶液,加过量的铁粉,置换出铜,并把硫酸铁还原为硫酸亚铁,过滤所得滤渣Ⅱ中含有铁、铜,用硫酸溶解铁粉,分离出铜,滤液2溶质为硫酸亚铁,蒸发浓缩硫酸亚铁溶液、冷却结晶得FeSO4⋅7H2O;滤液Ⅰ中溶质主要为Na[Al(OH)4],通过系列操作可回收Al。
【详解】(1)“焙烧”的目的是将金属单质转化为氧化物,并除去有机物;
(2)“碱浸”时发生反应的物质为Al2O3,反应的离子反应方程式为Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-;
(3)“操作Ⅰ”为过滤,需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗;
(4)由冶炼生成Al的化学方程式为↑;
(5)试剂a为铁粉(Fe),加入铁粉后,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜、铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,反应的离子方程式有Fe+2H+=H2↑+Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu和Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(6)绿矾晶体具有还原性,容易被氧气氧化生成硫酸铁,故在空气中久置易变质,设计实验验证绿矾晶体是否已变质即检验晶体中是否含Fe3+,实验设计:将久置绿矾晶体溶于稀硫酸,滴加2-3滴KSCN溶液,若溶液变红,则绿矾晶体已变质。
13.(24-25高一下·广东清远·期末)燃煤烟气中含有大量和NO。某小组模拟“漂白粉脱硫脱硝技术”并制备,部分流程如下。
(1)用脱硫的过程中,表现出的性质是___________性。滤渣的主要成分是___________(填化学式)。
(2)“脱氮”时与NO反应的离子方程式为___________;沉硫步骤中___________(填“能”或“不能”)用代替。
(3)“脱氮/脱硫”时需要控制一定的温度与pH。已知、NO脱除率与反应液的温度、pH关系分别如图1、图2所示。
①相对于,NO更难脱除,其原因可能是___________(填标号)。
a.该条件下的氧化性强于NO
b.燃煤排放的尾气中NO的含量多于
c.相同条件下在水溶液中的溶解性强于NO
②反应液温度为50~80℃时,随着温度的升高,脱除率逐渐降低的原因是___________。
③反应液pH越小,、NO脱除率越高,其原因是___________。
(4)如何检验“沉硫”过程中已沉淀完全?___________。
【答案】(1) 还原
(2) 不能
(3) c 温度升高,溶解度降低,分解,共同导致脱除率降低 pH越小,越高,溶液中HClO浓度越大,氧化性越强,、NO脱除率越高
(4)取少量沉硫滤液于试管中,加入少量溶液,若无白色沉淀生成,则沉淀完全
【分析】烟气中含有大量和NO,加入稀硫酸和溶液脱氮脱硫,则氧化为硫酸盐,NO氧化为硝酸盐,滤渣的主要成分是;过滤后取滤液加入进一步沉硫,生成;最后取滤液制备。
【详解】(1)根据分析,用脱硫的过程中,氧化生成硫酸盐,则表现还原性,滤渣的主要成分是。
(2)“脱氮”时,NO被氧化为硝酸盐,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知离子方程式为;沉硫步骤中若用代替,则滤液中引入,无法制备,因此不能用代替。
(3)①a.相对于,NO更难脱除,则该条件下的还原性强于NO,a不符合题意;
b.反应物的转化率与物质的初始含量多少无关,b不符合题意;
c.相同条件下,在水溶液中的溶解性强于NO,则更易与溶液反应,去除率更高,c符合题意;
答案选c。
②反应液温度为50~80℃时,随着温度的升高,溶解度降低,分解,共同导致脱除率逐渐降低。
③反应液pH越小,越高,溶液中HClO浓度越大,氧化性越强,、NO脱除率越高。
(4)取少量沉硫滤液于试管中,加入少量溶液,若无白色沉淀生成,说明沉硫滤液中不含,则“沉硫”过程中已沉淀完全。
14.(24-25高一下·广东佛山·期末)我国生活垃圾焚烧产生的炉渣中含较多的锌、铜、铁等元素,将其回收具有重要的经济、环境和社会效益。一种回收工艺如下:
已知:相关金属离子生成氢氧化物沉淀的(金属离子的起始浓度为)如下所示。
氢氧化物
开始沉淀的
1.5
6.5
8.0
沉淀完全的
3.3
9.9
11.1
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为提高效率可采取的措施有___________(填两条)。
(2)“氧化”时,通入空气的目的是___________。
(3)“操作Ⅰ”加入控制溶液的范围为___________。
(4)“操作Ⅱ”包括过滤、洗涤、干燥,则滤液①所含主要离子为___________(写离子符号);确认洗涤干净的操作和现象是___________。
(5)“氨浸”时,酸浸炉渣中的铜单质与溶解氧、、氨水反应生成,进而与其他固体分离。请配平:______________________
(6)通过单因素条件实验,氨浸温度对铜浸取率的影响如图所示。30°C~50°C区间,铜浸取率随温度升高反而降低,分析其可能原因是___________。
【答案】(1)适当增大浓度、适当升高温度、粉碎、搅拌等(任选两条填写即可)
(2)将氧化为,便于后续除去
(3)
(4) 、 取少量最后一次洗涤液于试管中,加盐酸酸化,再加入溶液,如无白色沉淀产生,则证明沉淀已洗涤干净,反之则证明沉淀未洗涤干净
(5) 2 2
(6)温度升高,氨气溶解度降低,降低了产率
【分析】以炉渣回收Zn和Cu的流程为:将含锌、铜、铁等元素的炉渣加入和Fe进行酸浸,进行过滤,Zn和Fe元素转化为和进入滤液,通入空气将氧化为,加入NaOH溶液调节pH在3.3左右将转化为沉淀过滤形成滤渣1除去,得到的滤液继续加入NaOH溶液调节pH在11.1左右将转化为沉淀进行过滤分离;在酸浸过滤的酸浸炉渣加入和氨水进行氨浸再过滤,得到氨浸液进行还原得到单质Cu,据此信息解答。
【详解】(1)“酸浸”时,要提高酸浸效率,可采取的措施有:适当增大浓度、适当升高温度、粉碎、搅拌等。
(2)酸浸过滤后的滤液中主要含和,根据相关金属离子生成氢氧化物沉淀的可知,如直接加NaOH溶液沉淀,也会被沉淀损失,而把氧化为后,沉淀的pH在3.3左右,不会影响,所以“氧化”时,通入空气的目的是:将氧化为,便于后续除去。
(3)“操作Ⅰ”加入溶液的目的是将转化为沉淀除去,单又不能影响,根据相关金属离子生成氢氧化物沉淀的可知,控制溶液的范围为:。
(4)“操作Ⅱ”发生的反应为:,则过滤后的滤液成分为:,离子为:、;沉淀表面残留的离子主要有和,要确认洗涤干净只需要检验是否存在即可,具体操作为:取少量最后一次洗涤液于试管中,加盐酸酸化,再加入溶液,如无白色沉淀产生,则证明沉淀已洗涤干净,反之则证明沉淀未洗涤干净。
(5)根据题干信息,铜单质与溶解氧、、氨水反应生成,则反应的方程式为:。
(6)在30°C~50°C区间,铜浸取率随温度升高反而降低,其可能原因为:温度升高,氨气溶解度降低,降低了产率,使铜浸取率随温度升高反而降低。
15.(24-25高一下·广东汕头·期末)银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域,废银催化剂中回收银的一种流程示意图如下(部分条件和试剂略)。
(1)银的溶解
用稀溶出废银催化剂中的,反应的化学方程式是________。
研究表明,相同时间内,用硝酸双氧水协同法溶,不仅可减少氮氧化物的产生,还可提高银的浸出率。银的浸出率随温度的变化如图所示。
溶银过程中,双氧水可能参与的反应的离子方程式是________。(写一条即可)
时硝酸双氧水协同法银浸出率下降的原因可能是_________。
(2)银的还原
作还原剂,可将还原出来,将反应的化学方程式补充完整______:___(在答题卷上对应横线位置填上数字及化学式,每空必填)。
(3)银的含量测定
已知:白色
取ag银锭样品用稀硝酸溶解,得到待测液。取待测液,滴加滴溶液,再用溶液沉淀,至出现稳定的浅红色时消耗溶液。
上述过程中的作用是________。
银锭中银的质量分数是________。
【答案】(1) 3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O 2H2O2+2NO=2H++2+2H2O或3H2O2+2Ag+2H+=2Ag++2H2O 温度升至70~80℃时,H2O2大量分解,浓度降低
(2)4,1,4H2O,4,1,4,4
(3) 指示Ag+恰好沉淀完全
【分析】含银废渣与稀硝酸反应:3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O得到硝酸银溶解,向溶液中加入氯化钠可以将硝酸银转化为氯化银沉淀过滤,向氯化银沉淀中加入氨水形成络合物溶解:AgCl+2NH3•H2O=Ag(NH3)2Cl+2H2O,并使用N2H4进行还原分离4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4+4H2O=4Ag+N2↑+4NH4Cl+4NH•H2O,由此得到银锭。
【详解】(1)①用稀HNO3溶出废银催化剂中的Ag,生成硝酸银和NO气体,反应的化学方程式是3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O;
②i.用硝酸-双氧水协同法溶Ag,不仅可减少氮氧化物的产生,还可提高银的浸出率,由此推测双氧水氧化NO或Ag,离子方程式为2H2O2+2NO=2H++2+2H2O或3H2O2+2Ag+2H+=2Ag++2H2O;
ii.70~80℃时硝酸-双氧水协同法银浸出率下降的原因可能是温度由70℃升至80℃时,H2O2分解速率大,浓度显著降低;
(2)由得失电子守恒和原子守恒可知化学方程式为4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4+4H2O=4Ag+N2↑+4NH4Cl+4NH3•H2O;
(3)①取20mL待测液,滴加2滴NH4Fe(SO4)2溶液,再用cmol/LKSCN溶液沉淀Ag+,至出现稳定的浅红色即铁离子与硫氰根离子络合时达到滴定终点,可知上述过程中Fe3+的作用是指示Ag+恰好沉淀完全;
②由Ag++SCN-=AgSCN↓可知ag银锭样品中含银质量为=0.54cVg,则银锭中银的质量分数是;
16.(24-25高一下·广东茂名·期末)某铜冶炼渣的主要成分为和,另含有少量的,一种综合利用的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)中Fe的化合价为___________。可写成氧化物的形式,则写成氧化物的形式为___________。
(2)将铜冶炼渣粉碎的目的是___________。
(3)“熟化”时铁的浸出率与固液质量比关系如图,应选择的最佳固液质量比为___________。若铜冶炼渣中铁的质量分数为40%,在最佳固液比下浸出9.6kgFe,需使用硫酸___________kg(结果保留1位小数)。
(4)浸出渣的主要成分为、___________。写出与硫酸反应的化学方程式:___________。
(5)“除杂”步骤需要除去的杂质金属离子有___________。
(6)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)
(2)增大接触面积,提高反应速率
(3) 1.1 22.7
(4)
(5)
(6)
【分析】铜冶炼渣的主要成分为和,另含有少量的,粉碎后加入硫酸其中难溶,同时硫酸和生成的硫酸钙,以及和和生成的再转化为,则熟化后生成滤渣中含有、和同时会生成溶于水的硫酸亚铁、硫酸钴、硫酸镁,即溶液中含有二价铁离子和二价钴离子,结合流程可知,除杂时可以除去硫酸钴、硫酸镁,最后加入氧气和氨水使硫酸亚铁转化为FeOOH。
【详解】(1)中O为-2价、Si为+4价,故Fe的化合价为+2价。的氧化物形式为。
(2)将铜冶炼渣粉碎的目的是增大接触面积,提高反应速率。
(3)根据图象可知,固液质量比1.1时浸出率最高,所以最佳固液质量比为1.1。若铜冶炼渣中铁的质量分数为40%,在最佳固液比下浸出9.6kgFe,需使用硫酸。
(4)根据分析可知,滤渣为、。与硫酸反应的化学方程式。
(5)根据分析可知,除杂除去。
(6)氧气、氨水使硫酸亚铁转化为FeOOH的离子方程式为。
17.(24-25高一下·广东·期末)海水中存在丰富的化学资源,可以从中提取粗盐、溴、镁,具体流程如下:
(1)在实验室中,粗盐经提纯后仍含有杂质。将产品溶于水后,再经________(选填字母)操作可析出固体,该操作需要用到的玻璃仪器有玻璃棒和________(填仪器名称)。
a.过滤 b.蒸馏 c.蒸发结晶 d.降温结晶
(2)工业上冶炼金属镁的化学方程式为________。
(3)“吹出”步骤中吹出率与“吸收”步骤中流量的关系如下图所示,则的最佳流量为________。
(4)“吸收”步骤中,也可用溶液吸收,加热条件下,生成和,该反应的化学方程式为________。
(5)处理海水时,若消耗总体积为(标准状况),则海水中溴元素含量为________(忽略过程中溴的损耗)。
(6)为提高海水的综合利用,关于卤水提取溴和镁的先后顺序,有人提出不同观点:
甲:先用卤水提取溴单质,剩余液1用于提取镁单质。
乙:先用卤水提取镁单质,剩余液2用于提取溴单质。
选择________(填“甲”或“乙”)方案更佳,原因是________。
【答案】(1) c 酒精灯
(2)
(3)40
(4)或
(5)64
(6) 甲 选用甲方案,可以减少的用量,提高溴单质和镁单质的生产效率,降低生产成本
【分析】海水晒盐后得到粗盐和卤水,卤水中含浓度较大的溴离子和镁离子,卤水中通入足量氯气,将溴离子氧化为溴单质,再用热空气将溴单质吹出,吹出的溴单质经SO2和H2O吸收后,再经氯气氧化,蒸馏得到液溴;卤水中加足量石灰乳,将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,过滤后,再经盐酸中和,蒸发浓缩、冷却结晶得到,在HCl氛围中加热得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁得到镁单质。
【详解】(1)测溶解度随温度升高而升高,在实验室中,粗盐经提纯后仍含有杂质。将产品溶于水后,再经蒸发结晶操作可析出固体,故选c;该操作需要用到的玻璃仪器有玻璃棒和酒精灯;
(2)工业上冶炼金属镁的化学方程式为:;
(3)由图可知,的最佳流量为40;
(4)“吸收”步骤中,也可用溶液吸收,加热条件下,生成和,该反应的化学方程式为:或;
(5)该流程中氯气氧化溴离子为溴单质共进行了2次,消耗氯气的总物质的量为:,一次氧化过程消耗0.4mol氯气,根据离子方程式:,海水中溴元素的物质的量为0.8mol,含量为:;
(6)若先提镁,残留的Ca(OH)2会与后续提溴时通入的Cl2发生反应,导致Cl2消耗量增加,降低溴的提取效率,故应先提取溴再提取镁,选甲,原因为:选用甲方案,可以减少的用量,提高溴单质和镁单质的生产效率,降低生产成本。
18.(24-25高一下·广东·期末)绿柱石的主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2,还含有少量FeO和Fe2O3,利用绿柱石冶炼Be的一种工艺流程如下:
已知:①铍元素的性质与铝元素相似
②在强碱性条件下,Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在。
③上述条件下,部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表:
金属离子
Be2+
Fe2+
Fe3+
开始沉淀pH
5.5
7.2
2.2
完全沉淀pH
7.5
9.5
3.2
请回答下列问题:
(1)Be元素在周期表中的位置___________。
(2)“熔炼”的目的是通过改变绿柱石晶体的稳定结构增强其反应活性,气体A的电子式为___________。
(3)若“溶浸”工序所加试剂浓硫酸改为稀硫酸,则“沉铁”工序所加试剂氨水应改为先加H2O2再加氨水会更好,加入H2O2原因是___________。
(4)“沉铍”时若使用过量NaOH溶液将导致铍的产率降低,用离子方程式解释原因:___________。
(5)“灼烧”工序的化学方程式为___________。
(6)镁或铍均会和氧气反应,“高温反应”时需加入保护性气体,保护性气体___________(填“能”或“不能”)选择N2。
(7)该流程中能循环使用的物质有HF、NH3和___________(填化学式)。
(8)若100kg绿柱石原料冶炼出的Be质量为18kg,不考虑冶炼过程中铍元素的损耗,绿柱石原料中含BeO的质量分数为___________(用百分数表示)。
【答案】(1)第二周期ⅡA族
(2)
(3)将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,防止“沉铍”工序中引入杂质
(4)Be2++4OH-=[Be(OH)4]2-或者Be2++2OH-=Be(OH)2↓、Be(OH)2+2OH-=[Be(OH)4]2-
(5)(NH4)2BeF4BeF2+2NH3↑+2HF↑
(6)不能
(7)(NH4)2SO4
(8)50%
【分析】绿柱石加入石灰石熔炼,SiO2、Al2O3、BeO分别与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳,加入浓硫酸溶浸,浸出液中含有BeSO4、Al2(SO4) 3、Fe2(SO4) 3,滤渣1为H2SiO3和CaSO4,向滤液中加入硫酸铵沉铝,过滤得到滤液和铝铵矾,在滤液中加氨水调节pH使铁离子转化为沉淀,滤渣2为氢氧化铁,过滤后滤液中含有BeSO4、(NH4)2SO4,再向溶液中加入氨水沉铍得到氢氧化铍,过滤后向氢氧化铍中加入HF、NH3,得到(NH4)2BeF4,(NH4)2BeF4灼烧得到BeF2、NH3和HF,加入镁在高温下反应生成Be;
【详解】(1)Be为4号元素,Be元素在周期表中的位置第二周期ⅡA族;
(2)
由分析,A为煅烧生成的二氧化碳气体,电子式为;
(3)浓硫酸具有强氧化性,会将二价铁氧化为铁离子,而过氧化氢也具有氧化性,能将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,且不产生污染性二氧化硫气体,利于将铁元素转化为沉淀,防止“沉铍”工序中引入杂质;
(4)由题给信息可知,Be的性质与Al类似,在强碱性条件下,Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在,若使用NaOH溶液,生成[Be(OH)4]2-,因此会降低Be的沉淀率,导致Be的产率降低,离子方程式为:Be2++4OH-=[Be(OH)4]2-或者Be2++2OH-=Be(OH)2↓、Be(OH)2+2OH-=[Be(OH)4]2-。
(5)由分析,“灼烧”工序反应为(NH4)2BeF4灼烧得到BeF2、NH3和HF,化学方程式为(NH4)2BeF4BeF2+2NH3↑+2HF↑;
(6)不能选择N2气氛,因为高温下,Be、Mg皆能与N2发生反应生成氮化物;
(7)沉淀反应过滤后滤液中含有(NH4)2SO4,(NH4)2SO4可以在沉铝流程中使用,故该流程中能循环使用的物质有HF、NH3和(NH4)2SO4;
(8)若100kg绿柱石原料冶炼出的Be质量为18kg,结合Be守恒,不考虑冶炼过程中铍元素的损耗,绿柱石原料中含BeO的质量分数为50%。
19.(24-25高一下·广东韶关·期末)一种以低品位红土镍矿(主要含、FeO、、MgO、NiO、等)为原料获得净水剂黄钠铁矾[]并回收铝的工艺流程如下
已知:①黄钠铁矾为不溶于水橙黄色晶体;回答下列问题:
(1)黄钠铁矾[]中铁元素的化合价为___________。
(2)为加快酸浸速率,可以采取的措施___________(填2条),滤渣1的主要成分___________(填化学式)。
(3)“氧化”发生的离子方程式为___________。
(4)研究发现“造矾”反应溶液pH值与黄钠铁矾沉铁率、溶液铝保有率变化如图所示。溶液铝保有率越高,所得黄钠铁矾纯度越高。沉铁的最佳pH为___________;随着pH的升高,溶液中铝的保有率降低,可能的原因是___________。
(5)通入足量,“沉铝”后的滤液中主要成分是___________(填化学式),列举该物质在生产生活的一种用途___________。
(6)滤渣2主要为,可能含有少量。请设计实验方案验证滤渣2中含有:___________。
【答案】(1)+3
(2) 研磨粉碎红土镍矿,适当搅拌
(3)
(4) 2.5 生成
(5) NaHCO3 用于治疗胃酸
(6)取少量滤渣2于试管中,加入盐酸溶化,再滴入几滴KSCN溶液,溶液变红,即可证明滤渣中含有
【分析】低品位红土镍矿(主要含、FeO、、MgO、NiO、等)原料在稀硫酸中浸取,NiO、MgO、Al2O3、、FeO与硫酸反应,二氧化硅和硫酸不反应,过滤得滤渣,滤液含金属阳离子Ni2+、Mg2+、Al3+、、Fe2+;“氧化”时加入双氧水Fe2+氧化为;“造矾”加入Na2CO3溶液生成沉淀;加入过量NaOH溶液,得到Ni(OH)2和Mg (OH)2,还可能含有少量,Al3+与过量NaOH溶液生成;和CO2反应得到Al (OH)3。
【详解】(1)黄钠铁矾[]中钠离子为+1价,为-2价,为-1价,化合物总价态为0,因此铁元素的化合价为+3。
(2)为加快酸浸速率,可以研磨粉碎红土镍矿以增大接触面积或适当搅拌;根据分析,滤渣1的主要成分。
(3)“氧化”时双氧水氧化Fe2+使之转化为,离子方程式为。
(4)溶液铝保有率越高,所得黄钠铁矾纯度越高,随着pH的升高,生成了,所得黄钠铁矾纯度降低,则溶液铝保有率降低。
和足量CO2反应得到Al (OH)3和NaHCO3,因此“沉铝”后的滤液中主要成分是NaHCO3;NaHCO3可用于治疗胃酸。
(5)滤渣2主要为,可能含有少量,验证滤渣2中含有的实验方案可以为:取少量滤渣2于试管中,加入盐酸溶化,再滴入几滴KSCN溶液,溶液变红,即可证明滤渣中含有。
20.(24-25高一上·广东·月考)某工厂以镍废渣(主要成分为 Ni,含少量 Fe、 和不溶性杂质等)为原料制备翠矾,其生产工艺如图。
已知:①溶于 NaOH 溶液;
②该流程中几种金属离子生成对应氢氧化物沉淀的 pH如表。
金属离子
开始沉淀的 pH
完全沉淀的pH
Fe3+
2.7
3.7
Fe2+
7.6
9.7
Ni2+
7.1
9.2
回答下列问题:
(1)“碱浸”前镍废渣要进行粉碎,目的是___________。
(2)已知“酸浸”后溶液中含有金属阳离子主要有 ,写出加入稀硫酸分别生成 和 的离子方程式___________、___________。
(3)“转化”过程中加入 的目的___________。“转化”过程中温度不宜过高,原因是___________。该过程中可替代 的最佳物质是___________。(填标号)
A.酸性溶液 B. C.硝酸 D.新制氯水
(4)调节pH=a,是为了将溶液中的铁元素转化为沉淀完全除去,a的取值范围是___________。
(5)“调 ”过程中,证明杂质离子已经被完全除去的实验操作及现象是:取少量滤液B于试管中,___________。
(6)“操作1”的具体操作是___________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分离出硫酸镍晶体后的母液中含有的主要离子有___________。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率
(2)
(3) 将“酸浸”后溶液中的 氧化为 防止双氧水受热分解 B
(4)3.7≤a<7.1
(5)加入几滴KSCN溶液,溶液不变红
(6)蒸发浓缩、冷却结晶
(7)
【分析】镍废渣(主要成分为 Ni,含少量 Fe、 和不溶性杂质等),由流程可知,用NaOH溶液溶解镍废渣,除去 ,过滤后的滤渣再用稀硫酸溶解,过滤除去不溶于酸的不溶性杂质固体,滤液中含有 和 加入双氧水将溶液中的 完全氧化为 再加入 NaOH 调节溶液 pH,使 完全沉淀为 Fe(OH)3,过滤后所得滤液 B为 溶液,滤渣B为氢氧化铁,调节 后,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤后得到 晶体。
【详解】(1)“碱浸”时需将含镍废料粉碎,目的是:增大接触面积,加快反应速率;
(2)金属Ni与反应生成NiSO4和H2,离子方程式为 与 反应生成 和H2O,离子方程式为:
(3)“转化”过程中加入 H2O2的目的是:将“酸浸”后溶液中的 氧化为 ;温度过高 会分解,所以“转化”过程中温度不宜过高的原因是:防止双氧水受热分解;
A.酸性 溶液能把 氧化为 会引入 等杂质,A不符合题意;
B.O2能把 氧化为 不会引入杂质,B符合题意;
C.硝酸能把氧化为 会引入杂质硝酸根离子,C不符合题意;
D.新制氯水能把氧化为 会引入杂质氯离子,D不符合题意;
故选B;
(4)调节pH=a,是为了将溶液中Fe元素转化为沉淀完全除去,且镍离子不能沉淀,结合表中数据可知,pH值为3.7时,完全沉淀,故答案为 ;
(5)铁离子和KSCN溶液反应变红色,故证明杂质离子已经被完全除去的实验操作及现象是:取少量滤液B于试管中,滴加几滴硫氰化钾试剂,滤液不显红色,证明杂质铁离子已经被完全除去;
(6)结合分析可知,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得到 故答案为蒸发浓缩、冷却结晶;
(7)分离出硫酸镍晶体后的母液中主要的溶质是,故主要离子有
(
地
城
突破
0
3
反应原理综合题
)
21.(24-25高一下·广东汕头·期末)近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇(CH3OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO与H2反应合成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)上述反应不符合原子经济性(指原子利用率为100%)的是反应____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)在某一时刻采取下列措施,能使反应Ⅰ的反应速率减小的措施是____(填字母)。
A.恒温恒容下,再充入CO B.升高温度
C.恒温恒压下,向其中充入Ar D.恒温恒容下,向其中充入Ar
(3)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ,下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是____(填字母)。
A.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol的CH3OH B.3ν(CO2)=ν(H2)
C.CH3OH的体积分数不再发生变化 D.容器内气体密度不再改变
(4)甲烷可以消除氮氧化物污染,发生反应CH4+2NO2N2+CO2+2H2O,在容积固定的密闭容器中,每次实验均加入CH4和NO2,使c(CH4)=1.0 mol·L-1、c(NO2)=2.0 mol·L-1,在不同条件下进行反应,测得c(CH4)随时间的变化情况如下表:
实验
序号
时间/min 温度/℃
10
20
30
40
50
1
800
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
2
800
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
①实验1中,在10~20 min内,ν(NO2)=________,30 min时ν(正)_______ν(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
②0~20 min内,实验2比实验1反应速率快的原因可能是_________。
(5)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2CH3OH)的工作原理如图所示。通入CO的一端是电池的___极(填“正”或“负”),电池工作过程中H+通过质子膜向___(填“左”或“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应式为________。
【答案】(1)Ⅱ
(2)C
(3)C
(4) 0.026 mol·L-1·min-1 大于 实验2使用了催化剂
(5) 正 左 CO+4e-+4H+=CH3OH
【详解】(1)原子经济性指的是反应物原子全部转移到目标产物中,原子利用率是100%。反应Ⅰ和Ⅱ中符合原子经济性的是反应Ⅰ;
(2)A.恒温恒容下,再充入CO,增大了反应物浓度,反应速率加快,A不符合题意;
B.升高温度可以加快反应速率,B不符合题意;
C.恒温恒压下,向其中充入Ar,容器体积增大,各物质浓度均减小,反应速率减小,C符合题意;
D.恒温恒容下,向其中充入Ar,各物质浓度不变,反应速率不变,D不符合题意;
故选C;
(3)恒温恒容发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g):
A.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol的CH3OH恒成立,不能判断是否平衡,A不符合题意;
B.3v(CO2)=v(H2)未标明正逆,不能判断是否平衡,B不符合题意;
C.CH3OH的体积分数不再发生变化说明正逆反应速率相等,说明反应达到了平衡状态,C符合题意;
D.该反应的反应物和生成物均为气体,气体总质量是不变的,容器体积也是固定的,所以容器内气体密度是一直不变的,所以当容器内气体密度不再改变不能说明反应达到了平衡状态,D不符合题意;
故选C项;
(4)①从表格中可以看出10-20min时CH4的浓度变化量为:0.13mol/L,根据方程式中的系数比,NO2的浓度变化量为0.26mol/L,用NO2表示的化学反应速率==0.026 mol·L-1·min-1;实验1中达到平衡时甲烷浓度为0.50mol/L,30min时甲烷浓度大于0.50mol/L,说明此时反应正向进行,故v(正)>v(逆);
②实验1和实验2达到平衡时CH4的浓度相同,实验2比实验1反应速率快的原因可能是:实验2使用了催化剂;
(5)该装置是原电池,根据总反应:CO+2H2=CH3OH可知,H的化合价升高,H2在负极失去电子,所以通入H2的一端是负极;H的化合价升高,则C的化合价降低,通CO的一端是电池的正极;电池工作过程中阳离子移向正极,所以H+向左移动;通入CO的一端为正极,CO在酸性溶液中得到电子转变为CH3OH,电极反应式为:CO+4e-+4H+=CH3OH。
22.(24-25高一下·广东·期末)工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处,又有区别。路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是工业生产硝酸的主要途径,路线i、ii、iii是雷电高能氮转化过程中硝酸的生成途径。
(1)为提高步骤Ⅰ的反应速率,可以采取的措施有________(写出2条),步骤Ⅱ的化学反应方程式为________。
(2)对步骤Ⅲ的反应进行研究,一定条件下,在恒容密闭容器中,发生反应:,随时间的变化如下表:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①内,________。
②下图中,能表示浓度变化的曲线是________,A点处________(填“>”、“<”或“=”)。
③下列能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填字母)。
a.
b.容器内压强保持不变
c.容器内的密度保持不变
d.反应过程中值不变
(3)利用下图燃料电池装置,可处理尾气和,又可制得硝酸。
①和应从________(填“a”或“b”)通入。正极电极反应式为________。
②电池工作一段时间后,消耗,制得,则参与反应的与的物质的量之比为________。
【答案】(1) 加热、使用催化剂、加压等(任写2条)
(2) b > ab
(3) a
【分析】氮气与氢气反应生成氨气,氮气与氧气在放电条件下生成一氧化氮,氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸。
【详解】(1)为提高步骤Ⅰ的反应速率,可以采取的措施有:加热、使用催化剂、加压等(任写2条),步骤Ⅱ的化学反应方程式为:;
(2)①内,NO的物质的量变化量为 (0.02-0.008)mol=0.012mol,O2的物质的量变化量为0.006mol,则;
②达到平衡时NO的物质的量变化量为:(0.02-0.007)mol=0.013mol,的浓度变化量为,故能表示浓度变化的曲线是b,A点后反应物的浓度仍在减少,反应仍正向进行,故A点处>;
③a.时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,a正确;
b.反应前后气体分子数变化,一定条件下,恒容容器内压强保持不变时达到平衡状态,b正确;
c.反应前后气体总质量不变,容器体积不变,混合气体密度一直保持不变,不能判断达到平衡状态,c错误;
d.反应起始的投料比未知,反应过程中值不变不能判断达到平衡状态,d错误;
故选ab;
(3)该燃料电池中,电子从左侧电极流出,故左侧为负极,a口通入和,右侧电极为正极,b口通入O2。
①根据分析,和应从a通入;正极电极反应式为:;
②电池工作一段时间后,消耗,转移电子:,设参与反应的与的物质的量分别为xmol、ymol,制得,则x+y=3,3x+y=5,解得x=1,y=2,则参与反应的与的物质的量之比为:。
23.(24-25高一下·广东惠州·期末)合成氨工业是国家实施粮食安全战略的基础。
Ⅰ.工业合成氨的反应方程式为,反应放热。
(1)的电子式是______。
(2)在一定温度下,往1L密闭容器中通入0.1mol和0.3mol,充分反应10min达到化学平衡状态,此时混合气体中的物质的量为0.06mol。
①下列表述一定能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变 B.和的浓度之比为1:3
C. D.容器内气体总压强保持不变
②0~10min,的平均反应速率为______mol·L-1·min-1,平衡时的转化率为______(已知:转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
Ⅱ.相比工业合成氨,“球磨法”是在温和的条件下(45℃和100kPa)合成氨,氨的最终体积分数更高,可高达82.5%。该法分为两个步骤(如图):第一步:铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化,产生高密度的缺陷,氮分子被吸附在这些缺陷上形成,有助于氮分子的解离;第二步:发生加氢反应得到。剧烈碰撞产生的能量传递有利于从催化剂表面脱附得到产物氨。
(3)下列说法正确的是______(填字母)。
A.“球磨法”反应条件温和是因为“氮气解离”放出热量
B.“球磨法”催化剂(Fe)缺陷密度越高,N₂的吸附率越高
C.“球磨法”升高温度有利于提高正反应速率,减小逆反应速率
D.“球磨法”有效避免了高温对合成氨反应限度的限制
(4)可用于固体燃料电池,电池中的固体氧化物可传递离子,其反应原理如图所示,通入的电极为电池的______(填“正极”或“负极”),该电极上发生的电极反应式为________。
【答案】(1)
(2) D
(3)ABD
(4) 负极
【详解】(1)
NH3的电子式为;
(2)①A.恒容容器中,混合气体的质量不变,则密度为恒定值,故容器内混合气体的密度保持不变,不能说明达到了平衡,A错误;
B.投料0.1mol和0.3mol,参加反应也为1:3,故和的浓度之比一直为1:3,不能说明达到了平衡,B错误;
C.不能说明达到了平衡,正确应该是,C错误;
D.该反应前后气体系数之和不相等,所以未平衡时气体总物质的量会发生变化,容器恒容,则压强会变,当压强不变时说明反应平衡,D正确;
故选D;
②充分反应10min达到化学平衡状态,混合气体中的物质的量为0.06mol,列三段式:,的平均反应速率为,平衡时的转化率为;
(3)A.“球磨法”中“剧烈碰撞”产生了"活化缺陷"同时放出大量能量有利于氮氮三键解离,A正确;
B.催化剂(Fe)缺陷密度越高,表面积越大,越有利于氮分子被吸附,B正确;
C.升高温度,正反应速率、逆反应速率均提高,C错误;
D.“球磨法”有效避免了高温对合成氨反应限度的限制,氨的最终体积分数更高,可高达82.5%。,D正确;
故选ABD;
(4)在氨氧燃料电池中,发生氧化反应,发生还原反应,所以通入的电极为负极;②通入一极,失去电子生成,根据电子守恒和电荷守恒,电极反应式为。
24.(24-25高一下·广东清远·期末)利用氧化还原原理,可将汽车尾气中CO和NO转化为无污染气体。
I.在一定条件下,向一容积为2L的恒温恒容密闭容器中充入和4molNO,在催化剂作用下发生反应,测得反应过程中部分物质的量随反应时间变化的曲线如图所示(反应条件下各物质均为气态)。
(1),的平均反应速率为___________,点时___________(填“>”“<”或“=”。
(2)反应达到平衡时,的物质的量为___________,NO的转化率为___________。
(3)下列能说明该反应达到平衡的是___________(填标号)。
A.混合气体的平均摩尔质量不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.形成键的同时,有键断裂
D.
Ⅱ:用熔融的为电解质,以CO、NO为原料,可构成新型电池,该电池工作示意图如图所示。
(4)通入CO的电极是___________(填“正极”或“负极”),物质A的化学式为___________;正极的电极反应式为___________。
【答案】(1) >
(2) 1.25 mol
(3)CD
(4) 负极
【详解】(1)化学反应速率之比等于化学计量数之比,由图可知,下降的曲线斜率最大,说明速率最快,代表NO,上升的曲线中斜率大曲线代表N2、H2O,斜率最小的代表CO2。,的物质的量变化量为1 mol,平均反应速率为:,点后氮气的物质的量仍在增大,故a点时反应正向进行,>;
(2)由图可列出三段式:,反应达到平衡时,的物质的量为1.25 mol,NO的转化率为:;
(3)A.该反应前后气体总质量不变,气体分子数不变,混合气体的平均摩尔质量=,比值始终不变,不能判断达到平衡状态,A错误;
B.该反应前后气体总质量不变,容器体积不变,混合气体的密度始终不变,不能判断达到平衡状态,B错误;
C.形成1 mol键即生成1 molN2,有1 mol键断裂即消耗0.5 molCO2,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C正确;
D.N2和H2O的化学计量数相同,时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D正确;
故选CD;
(4)该装置为原电池,总反应为:,C元素化合价升高,故通入CO的电极为负极,电极反应式为:,物质A为CO2,通入NO的电极为正极,电极反应式为:。
25.(24-25高一下·广东茂名·期末)氨作为一种富氢燃料,具有良好的产业基础,价格低廉,因此作为燃料电池燃料具有很大的发展潜力。
氨的制取可以用。
(1)已知:断开键吸收946.0kJ的能量,断开键吸收436.0kJ的能量,形成键放出390.8kJ的能量,则合成时放出___________kJ的能量。
(2)若上述反应在恒温恒容密闭容器中进行,能说明该反应已达到化学平衡状态的有___________(填标号)。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的总压强不再变化
C.氨气的生成速率与氢气的消耗速率相等
D.键断裂的同时有键断裂
(3)在体积为2L的恒容密闭容器中,充入和,测得的浓度随时间变化如图所示。
①当反应进行到第4min时,前4min平均反应速率___________。
②其他条件不变,初始时进行下列操作,当反应进行到2分钟时氮气浓度可能达到0.35mol/L的是___________(填标号)。
A.降低温度 B.选择合适的催化剂 C.增大容器的体积 D.充入氩气
(4)氨燃料电池工作原理如图所示:
①电极B的名称是___________(填“正极”或“负极”)。
②电极A的电极反应方程式为___________。
③当电路中转移了6mol电子时,理论上消耗的氧气是___________g。
【答案】(1)90.8
(2)BD
(3) B
(4) 正极 48
【详解】(1)反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,故的,故合成时放出90.8kJ的能量;
(2)A.该反应前后气体总质量不变,容器体积不变,混合气体的密度一直不变,不能判断达到平衡状态,A错误;
B.该反应前后气体分子数减少,恒温恒容条件下,混合气体的总压强一直减小,当压强不再变化时达到平衡状态,B正确;
C.氨气的生成速率与氢气的消耗速率相等,正、逆反应速率不相等,不能判断达到平衡状态,C错误;
D.键断裂消耗1molH2,键断裂消耗NH3,正、逆反应速率相等,可以判断达到平衡状态,D正确;
故选BD;
(3)①当反应进行到第4min时,N2的浓度变化量为0.7mol/L,根据系数比,H2的浓度变化量为N2的3倍,为2.1mol/L,故前4min平均反应速率;
②其他条件不变,改变条件使反应速率增大。
A.降低温度反应速率减小,A不符合题意;
B.选择合适的催化剂可增大反应速率,B符合题意;
C.增大容器的体积,各物质浓度降低,反应速率减小,C不符合题意;
D.恒容条件下充入氩气,各物质浓度不变,反应速率不变,D不符合题意;
故选B;
(4)该燃料电池为原电池装置,通入氧气的电极为正极,故电极B为正极,通入氨气的电极为负极,电极A为负极。
①根据分析,电极B的名称是正极;
②电极A为负极,氨气发生氧化反应生成氮气,电极反应方程式为:;
③正极的电极反应为:,当电路中转移了6mol电子时,理论上消耗的氧气的物质的量为,质量为:。
26.(24-25高一下·广东广州·期末)二甲醚()是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为、和少量的)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:(i)
(ii)
水煤气变换反应:(iii)
二甲醚合成反应:(iV)
回答下列问题:
(1)是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上可使用碱浸法从铝土矿制备较高纯度Al的主要工艺流程常用到的试剂是:_______。
(2)分析二甲醚合成反应(iV)对于CO转化率的影响_______。
(3)①由和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_______。
②判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中,下列不能作为反应达到化学平衡状态的依据是_______。
A.平均摩尔质量保持不变 B.容器的密度不变
C.容器内压强保持不变 D.单位时间内消耗2mol CO同时消耗1mol二甲醚
③根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_______。
(4)有研究者在催化剂(含和)、压强为5.0MPa的条件下,由和CO直接制备二甲醚,结果如图①所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_______。
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。以多孔铂为电极,如图②装置中分别通入和构成二甲醚燃料电池,则d电极是_______(填“正极”或“负极”),该电池的负极的电极反应式为_______。
【答案】(1)NaOH溶液、CO2
(2)二甲醚合成反应(iV)消耗甲醇,促进甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移,CO转化率增大;二甲醚合成反应(iV)生成的H2O,通过水煤气变换(ⅲ)消耗部分CO,CO转化率增大
(3) 2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) B 该反应分子数减小,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加;压强升高使CO和H2浓度增加,反应速率增大
(4)反应放热,温度升高,平衡左移
(5) 正极
【详解】(1)工业上可使用碱浸法从铝土矿制备较高纯度Al,主要反应为氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠,四羟基合铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,氢氧化铝加热分解为氧化铝和水,电解熔融氧化铝冶炼金属铝,工艺流程常用到的试剂是:NaOH溶液、CO2。
(2)二甲醚合成反应(iV)消耗甲醇,促进甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移,CO转化率增大;二甲醚合成反应(iV)生成的H2O,通过水煤气变换(ⅲ)消耗部分CO,CO转化率增大,综合上述,二甲醚合成反应(iV)使CO转化率增大。
(3)①(i)
(iV)
根据盖斯定律i×2+iV得和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) 。
②A.反应前后气体总质量不变,气体总物质的量不同,平均摩尔质量是变量,平均摩尔质量保持不变,反应一定达到平衡状态,故不选A;
B.反应前后气体总质量不变,容器体积不变,气体密度是恒量,容器的密度不变,反应不一定平衡,故选B;
C.反应前后气体总物质的量不同,容器体积不变,压强是变量,容器内压强保持不变,反应一定达到平衡状态,故不选C;
D.单位时间内消耗2mol CO同时消耗1mol二甲醚,正逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故不选D;
选B。
③2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g),正向气体分子数减小,因而增大压强,平衡正向移动,CO和H2的转化率增大;增大压强,反应物浓度增大,反应速率加快。
(4)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)反应放热,温度升高,平衡左移,所以CO转化率随温度升高而降低。
(5)根据图示,氢离子由左向右移动,可知d电极是正极、c是负极,该电池的负极二甲醚失电子生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为。
27.(24-25高一下·广东深圳·期末)研究非金属化合物具有重要意义,请完成一下问题。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l)ΔH1=akJ·mol-1
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g)ΔH2=bkJ·mol-1
2HI(g)=H2(g)+I2(g)ΔH3=ckJ·mol-1
则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)ΔH=___________kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。
(2)NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化如图所示,该反应反应物的总能量___________(填“小于”或“大于”)生成物的总能量。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________。
(3)为解决焦炉煤气排放问题,我国利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)∆H。甲醇结构如下图,表中所列为常见化学键的键能数据:
化学键
键能kJ/mol
348
414
436
326.8
1032
464
则该反应的∆H=___________。
(4)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示(图中省略H+、OH-、H2O)。
①该循环过程中的作用是___________,图示总反应的化学方程式为___________。
②已知上述总反应消耗1molH2S(g)时放出akJ热量,则该总反应中转移NA个电子时,放出___________kJ热量。(用含a的式子表示)
(5)673K时,各步反应的能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。
该历程中决速步骤的反应方程式为___________。
(6)Na-CO2电池可以实现对CO2的利用,该电池放电的反应方程式为:4Na+3CO2=2Na2CO3+C.其工作原理如图所示(固体沉积物中含两种固体)。请写出正极的反应方程式___________。
【答案】(1)(2a+b+2c)
(2) 大于
(3)−128.8
(4) 催化剂
(5)
(6)
【详解】(1)将已知反应依次编号为
①
②
③
由盖斯定律可知,反应①×2+②+③×2得到反应,则反应△H=(2a+b+2c)kJ/mol;
故答案为:(2a+b+2c);
(2)由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,反应为放热反应;反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234kJ/mol,所以热化学方程式为;
故答案为:大于;;
(3)由焓变=反应物总键能之和−生成物总键能之和可知,反应;
故答案为:−128.8
(4)该循环过程中,在反应②中作反应物,在反应③中作产物,总过程中作催化剂;由转化图可知,反应物为和,生成物为S和,化学方程式为;总反应中,为氧化剂,参与反应转移电子,消耗,已知消耗时放出热量,则消耗放出热量,转移电子,那么转移(即)个电子时,放出热量为;
故答案为:催化剂;;
(5)决速步骤是反应活化能最大的步骤,活化能为反应物与过渡态(TS)的能量差,由图可知,TS1对应的步骤活化能最大,该步骤反应为;
故答案为:;
(6)由总电池反应方程式及工作原理图知:钠箔作电池负极,电极反应式为,根据得失电子守恒,总的电极反应式减去负极电极反应式,得正极电极反应式:;
故答案为:;
28.(24-25高一下·广东云浮·期末)高纯硅可用于制成芯片。工业上高纯硅可通过以下反应制得:(注:g代表气态,s代表固态)。回答下列问题:
(1)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入和,下列情况不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.氢气的质量不随时间变化 B.气体的总压强不随时间变化
C. D.HCl气体的体积分数保持不变
(2)制备高纯硅的尾气不能排入空气,下列吸收HCl的方式合理的是___________(填标号)。
(3)上述反应的正反应是吸热反应,下列能量变化符合逆反应的是___________(填“a”或“b”)。
(4)在1100℃时,向2L恒容密闭容器中充入和,测得反应过程中各物质的物质的量(n)随时间的变化如图所示。
①表示与时间关系的曲线是___________(填“”或“”)。
②内,用HCl表示的平均反应速率为___________,实际工业生产中,常通入过量的目的是___________。
③已知每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为___________(用含Q的代数式表示)kJ。
④的平衡转化率为___________%。
【答案】(1)C
(2)BD
(3)b
(4) 0.15 加快反应速率,提高的转化率 30
【详解】(1)A.氢气的质量不随时间变化时其浓度保持不变,反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应前后气体分子数增多,恒容条件下,压强不变时达到平衡状态,B不符合题意;
C.只能说明此时两者物质的量相同,不能判断达到平衡状态,C符合题意;
D.该反应前后气体分子数增多,HCl气体的体积分数保持不变时达到平衡状态,D不符合题意;
故选C。
(2)该反应的尾气中含HCl,在水中的溶解度很大,尾气处理时需要防倒吸,BD能防倒吸,AC不能防倒吸,故选BD;
(3)吸热反应中:反应物总能量低于生成物的总能量,a表示正反应,逆反应为放热反应,b表示逆反应;
(4)随着反应正向进行,反应物的物质的量减少,生成物的物质的量增多,根据起始投料量可知L1代表H2,L3代表SiHCl3,L2代表HCl,L4代表Si。
①表示与时间关系的曲线是:L2;
②内,SiHCl3的物质的量变化量为:(1-0.8)mol=0.2mol,根据方程式可知,HCl的物质的量变化量为:,用HCl表示的平均反应速率为:,实际工业生产中,通入过量的目的是:加快反应速率,提高的转化率;
③的物质的量为:,每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为:0.3QkJ;
④4h达到平衡状态,H2的物质的量变化量为(3-2.7)mol=0.3mol,根据方程式可知的物质的量变化量也为0.3mol,故的平衡转化率为:。
29.(24-25高一下·广东深圳·期末)工业上在持续加热的条件下,氢气和碘蒸气经铂黑催化合成碘化氢,发生反应的化学方程式为
(1)在25℃和101kPa条件下,已知化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
一定条件下,和反应生成1mol时,_______(填“放出”或“吸收”)_______kJ能量。
(2)在某2L恒容密闭容器中充入物质的量均为4mol的和,在T℃下发生反应,HI的物质的量分数(%)随时间的变化如图所示。
①下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内气体颜色不再发生变化
B.容器内气体密度保持不变
C.断裂2mol键的同时,生成1mol键
D.容器内压强不再发生变化
②0~5s内,_______,5s时_______(计算结果保留两位有效数字)。
③下列方法能够增大反应速率的有_______(填标号)。
A.增大容器体积 B.保证容器体积不变的情况下充入适量氩气
C.充入氢气 D.升高温度
【答案】(1) 放出 5.5
(2) A 0.12mol·L-1·s-1 1.7mol·L-1 CD
【详解】(1)过程为:断裂1mol化学键吸收能量,断裂1mol 化学键吸收能量,形成2mol化学键释放能量,断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,故该反应生成2mol时放出能量,生成1mol时放出能量。
(2)①A.反应中有参加,为紫红色气体,随反应反应,容器内浓度降低,气体颜色变浅,气体颜色不再发生变化是反应达到平衡状态的标志,A正确;
B.该反应反应物、生成物均为气体,反应前后气体质量不变、恒容密闭容器体积不变,容器内气体密度不是变量,气体密度保持不变不是反应达到平衡状态的标志,B错误;
C.断裂2mol键是逆反应方向,同时,生成1mol键为逆反应方向,不能表示,不是反应达到平衡状态的标志,C错误;
D.反应前后气体化学计量系数相同,容器内气体物质的量不变,压强不再发生变化不是反应达到平衡状态的标志,D错误;
故选A。
②5s时,HI的物质的量分数(%)为15%,根据三段式分析,,则,解得x=0.6mol,0~5s内,;5s时。
③A.影响速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂等。增大容器体积,气体浓度降低,反应速率减慢,A错误;
B.保证容器体积不变的情况下充入适量氩气,总压强增大,但反应物、生成物各气体组分浓度不变,反应速率保持不变,B错误;
C.充入氢气,氢气浓度增大,反应速率增大,C正确;
D.升高温度,反应速率增大,D正确;
故选CD。
30.(24-25高一下·广东梅州·期末)煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除,得到洁净的二次能源,对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。以下是一种煤间接液化过程发生反应的化学方程式:①;②。
(1)下列措施不能增大上述反应①速率的是_______(填字母)。
A.升高温度 B.增加煤炭的用量 C.及时分离产物 D.加入合适的催化剂
(2)在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2,一定条件下发生上述反应②测得和的物质的量变化如下图所示:
①下列描述中能说明上述反应②达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.和三种物质的浓度相等
B.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的密度不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗的同时消耗
②根据上图可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点是_______(填“a”或“b”或“c”或“d”);用同一物质表示反应速率时,a、c两点的正反应速率:_______ (填“>”或“<”或“=”)。
③反应开始至3min,H2的平均反应速率为_______(写出计算过程)。
(3)反应②反应过程中的能量变化如下图所示,已知断开中的化学键需要吸收的能量为1072kJ,断开中的化学键需要吸收的能量为426kJ,则断开中所有的化学键共需要吸收_______kJ的能量。可作燃料电池的燃料,则通入的一极为_______极。
【答案】(1)BC
(2) BD d >
(3) 2052.8 正
【详解】(1)A.在其它条件不变时,升高温度,反应速率加快,A不符合题意;
B.在其它条件不变时,由于碳单质属于固体物质,增加煤炭的用量,其浓度不变,因此反应速率不变,B符合题意;
C.CO、H2都是气体物质,在其它条件不变时,及时分离出去CO、H2,物质浓度减小,不能加快化学反应速率,C符合题意;
D.在其它条件不变时,加入合适的催化剂,会使化学反应速率大大加快,D不符合题意;
故选BC;
(2)①A.可逆反应达到平衡状态时,各种物质的物质的量浓度不变,但不一定是反应混合物中CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,A错误;
B.混合气体的平均摩尔质量为,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,B正确;
C.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,C错误;
D.在任何时刻,在单位时间内消耗2 mol H2,就会同时反应产生1 mol CH3OH,而又消耗1 mol CH3OH,则CH3OH的物质的量不变,说明反应达到了平衡状态,D正确;
故选BD;
②根据图示可知:在a点后CO的物质的量还在减少,说明反应正向进行,未达到平衡状态;在b点后CH3OH的物质的量在增加,说明反应正向进行,未达到平衡状态;在c点时刻尽管CO、CH3OH的物质的量相等,但由于c点后CO的物质的量在减少,CH3OH的物质的量在增加,说明该点时刻反应正向进行,未达到平衡状态;在d点后CO、CH3OH的物质的量都不变,则反应达到了平衡状态,任意物质表示的正反应速率与逆反应速率相等。故根据图示可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点就是平衡点,该点是d点;反应物浓度越大,反应速率就越快。由于反应物CO的浓度:a>c,所以用同一物质表示反应速率时,a、c两点的正反应速率:;
③在2 L密闭容器中进行反应:,反应开始至3min,H2的平均反应速率为;
(3)根据图2可知2 mol H2(g)和1 mol CO(g)反应产生1 mol CH3OH(g)放出128.8 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-128.8 kJ/mol;反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,假设1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收能量为x,则根据反应热与化学键键能关系可知:(1072+2×426) kJ-x =-128.8 kJ,解得x=2052.8kJ,即断开1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收2052.8 kJ的能量。
可作燃料电池的燃料,通入的一极氧气得到电子发生还原反应,为正极。
(
地
城
突破
0
4
有机化学综合题
)
31.(24-25高一下·广东惠州·期末)聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃或亚克力,具有优异的透光性、表观光泽度等特性,一种合成聚甲基丙烯酸甲酯的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物ⅲ含有的官能团名称为_________。
(2)反应①的化学方程式为:,则M的化学式为______。
(3)下列有关说法中,正确的有______。
A.1molⅰ与1mol的反应只生成和HCl
B.化合物ⅱ与互为同系物
C.化合物ⅳ中所有碳原子共平面
D.化合物ⅶ能使溴的四氯化碳溶液褪色
(4)根据化合物ⅲ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构(有机产物)
反应类型
a
______
______
b
Na
______
置换反应
(5)化合物X的分子组成比化合物v的多2个氢原子,且能与溶液反应。则化合物X的结构简式为______(任写一种)。
(6)反应④的化学方程式为________。
【答案】(1)碳碳双键和羟基
(2)
(3)BC
(4) 、催化剂、加热 加成反应
(5)
(6)
【分析】
根据合成路线可知,甲烷与N2O发生取代反应生成CH3OH,化合物ⅲ被气化生成化合物ⅳ,化合物ⅳ继续被氧化生成化合物v(),化合物v与CH3OH发生酯化反应生成化合物vi,则化合物vi发生加聚反应生成聚甲基丙烯酸甲酯,据此分析;
【详解】(1)
化合物ⅲ()含有的官能团名称为碳碳双键和羟基;
(2)反应①的化学方程式为:,根据质量守恒可知,M的化学式为;
(3)A.1mol甲烷与1mol的反应只生成、、和HCl,A错误;
B.C2H5OH为乙醇,甲醇与乙醇一定是同系物,B正确;
C.化合物()中有碳碳双键,6原子共平面,C正确;
D.化合物ⅶ无碳碳双键,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,D错误;
故选BC;
(4)
a.结合化合物iv和反应形成的新结构可知,化合物iv和氢气在催化剂、加热的条件下发生加成反应生成;
b.化合物iv与金属发生置换反应,生成新有机产物,新的有机产物为;
(5)
化合物X的分子组成比化合物的多2个氢原子,则无不饱和键,且能与溶液反应,说明含有羧基,则化合物X的结构简式为;
(6)
反应④是和甲醇和酯化反应,化学方程式为。
32.(24-25高一下·广东湛江·期末)乳酸(F)是一种重要的有机酸,是产量及消费量仅次于柠檬酸的第二种有机酸,有资料表明乳酸的消费量占有机酸总消费量的左右。乳酸的合成路线如图所示,A是最简单的烯烃,请回答下列问题:
(1)A的结构式为___________,C的分子式为______________________。
(2)D中含氧官能团的名称为___________,D→F的反应类型为______________________。
(3)在加热、加压、催化剂作用下,E+X→F的化学方程式为___________,与足量溶液反应,最多能消耗___________。
(4)在催化剂作用下,E可以发生加聚反应生成高分子,该高分子的结构简式为___________。
(5)若H是D的同系物,相对分子质量比D大14,则H的结构有___________种,其中含有2个甲基的结构简式为___________。
【答案】(1)
(2) 羧基 取代反应或水解反应
(3) 1
(4)
(5) 5
【分析】
乙烯与CO、H2生成B (CH3CH2CHO),B催化氧化生成C(丙酸),C与氯气发生取代反应生成D(),D水解生成F(),E()与X发生加成反应生成F,E()与氢气发生加成反应生成C,据此分析;
【详解】(1)
最简单的烯烃为两个C的乙烯,A的结构式为;C为丙酸,分子式为;
(2)
D为,含氧官能团名称为羧基;D为,水解生成F(),则D→F的反应类型为取代反应或水解反应;
(3)
E为,F为,E与水碳碳双键加成可生成F,在加热、加压、催化剂作用下,E+X→F的化学方程式为;F中含有1个羧基,含有1mol羧基,与足量溶液反应,最多能消耗1;
(4)
E为,因含碳碳双键,可加聚反应生成高分子,高分子的结构简式为;
(5)
D为,H是D的同系物,含一个碳氯键,一个羧基,相对分子质量比D大14,说明比D多了一个-CH2-结构,可将碳氯键,羧基看成取代基,,共5种,其中含有2个甲基的结构简式为。
33.(24-25高一下·广东东莞·期末)巴豆酸乙酯呈水果香,可用作食品香精。以乙烯或纤维素为原料可合成巴豆酸乙酯(G)。
(1)A的名称为___________。
(2)反应②的反应类型是___________。
(3)E的分子式为___________,含氧官能团名称是___________。
(4)反应④的化学方程式为___________。
(5)下列说法正确的是___________(填编号)。
a.纤维素可被人体吸收和利用 b.B→A的转化过程被广泛应用于酿酒
c.反应①的原子利用率为100% d.D属于羧酸类物质
(6)巴豆酸乙酯可发生加聚反应,所得聚合物可用于制备具有特殊性能的涂料。聚巴豆酸乙酯的结构简式为___________。
【答案】(1)乙醇
(2)氧化反应
(3) 醛基
(4)
(5)bc
(6)
【分析】纤维素在催化剂的作用下发生水解得到B(葡萄糖),葡萄糖在酒化酶等的作用下可发生反应转化为乙醇(A),乙烯和H2O在一定条件下发生加成反应也能得到乙醇,乙醇发生催化氧化反应得到D,结合D的分子式知,D为乙醛(CH3CHO),乙醛在一定条件下发生反应得到E,E和氧气反应生成的F,乙醇和F发生酯化反应生成G和水,根据G的结构简式可推知F为。
【详解】(1)A由乙烯和H2O在一定条件下发生加成反应得到,A为乙醇。
(2)结合分析知,反应②过程中,乙醇在铜作催化剂、加热的条件下与氧气发生了反应得到乙醛,反应类型是氧化反应。
(3)E的结构简式为,一分子E含4个C、6个H、1个O,E的分子式为,E中的含氧官能团为醛基(-CHO)。
(4)
结合分析知,反应④过程中,乙醇和发生酯化反应生成了巴豆酸乙酯和水,根据原子守恒,反应的化学方程式为。
(5)a.人体没有能够分解纤维素的酶,纤维素不能被人体吸收和利用(但它能促进肠胃蠕动,还能调节肠道菌群),a错误;
b.B→A即葡萄糖在酒化酶等的作用下发生反应产生乙醇,该转化过程被广泛应用于酿酒,b正确;
c.结合分析知,反应①属于加成反应,生成物只有一种,原子利用率为100%,c正确;
d.结合分析知,D为乙醛(CH3CHO),D属于醛类物质,d错误;
故选bc。
(6)
巴豆酸乙酯(CH3CH=CHCOOCH2CH3)结构中含有碳碳双键,所以可发生加聚反应,则加聚反应的产物聚巴豆酸乙酯的结构简式为。
34.(24-25高一下·广东汕尾·期末)2-甲基丙烯醇()是合成某高分子材料的单体,其制备方法如图所示。
(1)化合物C中官能团有___________(填名称)。
(2)反应1的类型为___________。
(3)乙烯与化合物A互为___________(填字母,后同);与化合物D互为___________。
a.同系物 b.同分异构体 c.同一种物质
(4)在一定条件下,化合物A与水反应的产物的结构简式为___________(写一种)。
(5)在一定条件下,化合物B发生加聚反应合成高分子材料,其化学方程式为___________。
(6)请写出化合物D与乙酸发生酯化反应的化学方程式:___________。
(7)一定条件下,下列物质中能与化合物D发生反应的有___________(填字母)。
a.溴的四氯化碳溶液 b.酸性溶液 c. d.NaOH溶液
【答案】(1)碳碳双键、醛基
(2)取代反应
(3) a b
(4)或 (写出其中一种即可)
(5)n
(6)
(7)abc
【详解】(1)根据化合物C的结构简式,推出含有的官能团是碳碳双键和醛基;
(2)对比化合物A和B的结构简式,Cl原子取代A中甲基上的H,即反应1类型为取代反应;
(3)
乙烯和化合物A均有碳碳双键,两者分子式符合,因此两者互为同系物,选项a符合题意;两者分子式均为,化合物D中含有碳碳双键,中含有环,结构不同,两者互为同分异构体,选项b符合题意;
(4)
化合物A与发生加成反应,产物的结构简式为;
(5)
化合物B发生加聚反应得到高分子化合物,其化学方程式为n ;
(6)
化合物D与乙酸发生酯反应的化学方程式为;
(7)根据化合物D中含有羟基和碳碳双键,可知:
(7)根据化合物D中含有羟基和碳碳双键,可知:
a.碳碳双键与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,a项符合题意;
b.碳碳双键、羟基能被酸性溶液氧化,b项符合题意;
c.与化合物D在催化剂和加热条件下可发生加成反应,c项符合题意;
d.碳碳双键、羟基不与NaOH溶液发生反应,d项不符合题意。
35.(24-25高一下·广东云浮·期末)有机高分子材料在生产、生活中有广泛应用。以石油化工的基本产品为原料合成三种高分子材料的工艺如图所示,其中B可以调节植物生长,也可用于催熟果实。回答下列问题:
(1)G的分子式是___________,B和E互为___________(填“同分异构体”或“同系物”)。
(2)B的电子式为___________,A的结构简式为___________。
(3)上述C和F转化为G的反应类型是___________(填标号)。
a加聚反应 b.氧化反应 c.取代反应 d.还原反应
(4)F中含氧官能团的名称是___________,D的化学名称是___________。
(5)写出的化学方程式:___________。
(6)M是G的同分异构体,M能与溶液反应,且不为环状化合物,符合条件的M有___________种(不考虑立体异构)。
【答案】(1) C5H8O2 同系物
(2)
(3)c
(4) 羧基 聚丙烯
(5)nCH3CH=CH2
(6)8
【分析】
B可以调节植物生长,也可用于催熟果实,B为乙烯(CH2=CH2),乙烯加聚可生成聚乙烯A(),乙烯与H2O发生加成反应生成C(CH3CH2OH),E为丙烯(CH3CH=CH2),发生加聚反应生成聚丙烯D(),丙烯经氧化反应生成F(CH2=CHCOOH),C和F发生酯化反应生成G(CH2=CHCOOCH2CH3),在催化剂作用下发生加聚反应生成H()。
【详解】(1)根据分析G为CH2=CHCOOCH2CH3,分子式为C5H8O2;乙烯和丙烯结构相似,相差1个“CH2”,为同系物;
(2)
乙烯中C与C共用2对电子,C与H之间共用1对电子,电子式为;A为聚乙烯,结构简式为;
(3)C(CH3CH2OH)和F(CH2=CHCOOH)发生酯化反应时生成G,酯化反应属于取代反应,故选c;
(4)
F为CH2=CHCOOH,含氧官能团为羧基;D为,名称为聚丙烯;
(5)
丙烯加聚生成聚丙烯的方程式为nCH3CH=CH2;
(6)
M能与NaHCO3反应说明M中含有羧基,没有环状结构说明含有碳碳双键,同分异构体有、、、、、、、,共8种。
36.(24-25高一下·广东汕头·期末)丙烯是重要的有机原料和中间体。在一定条件下,丙烯能发生的部分转化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)高聚物的结构简式为________;若的平均相对分子质量为21000,则其平均聚合度为_______。
(2)0.1 mol G完全燃烧需要标准状况下氧气的体积为_______。
(3)的含5个碳原子的同系物有_______种同分异构体(不含立体异构);G的官能团的名称为________。
(4)由D生成E的化学方程式为_________。
(5)由D与F生成G的化学方程式为________。
【答案】(1)
(2)17.92 L
(3) 酯基
(4)
(5)
【分析】
丙烯在催化剂的作用下发生加聚反应得到A,A为;丙烯与H2加成得到B,B为CH3CH2CH3,B与Cl2发生取代反应得到C,C为CH3CH2CH2Cl或CH3CHClCH3;丙烯与H2O加成得到D,结合G的结构,可知D为CH3CH2CH2OH,D被O2氧化为E,E为CH3CH2CHO,E继续被O2氧化,得到F,F为CH3CH2COOH,D与F发生酯化反应得到G。
【详解】(1)
高聚物A的结构简式为;若A的平均相对分子质量为21000,则其平均聚合度约为;
(2)G的分子式为C6H12O2,0.1 mol G完全燃烧需要氧气的物质的量为0.1×(6+)mol=0.8mol,在标准状况下氧气的体积为0.8mol×22.4L/mol=17.92L;
(3)C为丙烷的一氯取代物,其5个碳原子的同系物即戊烷的一氯取代物,戊烷分为正戊烷、异戊烷、新戊烷,分别有3、4、1种等效H,故满足条件的结构有8种;G的官能团的名称为酯基;
(4)D为CH3CH2CH2OH,D被O2氧化为E,E为CH3CH2CHO,由D生成E的化学方程式为;
(5)D与F发生酯化反应得到G,反应的化学方程式为。
37.(24-25高一下·广东江门·期末)乳酸乙酯可作为牛奶、果酒等食物香精。以淀粉为原料合成乳酸乙酯的路线如下:
(1)C的名称为_______,E所含官能团的名称为_______。
(2)B为乳酸,其结构简式为_______,写出一种与B具有相同官能团的同分异构体的结构简式_______。
(3)写出反应③的化学方程式_______。
(4)对于化合物E,分析预测其可能的化学性质,完成下表:
序号
反应试剂、条件
反应生成的新物质
反应类型
①
,催化剂、加热
_______
_______
②
_______
_______
(5)下列叙述不正确的有_______(填序号)。
a.A能发生水解反应
b.化合物C和互为同系物
c.反应④的原子利用率为100%
d.D分子中所有原子都在同一平面上
【答案】(1) 乙醇 碳碳双键和羧基
(2) CH3CH(OH)COOH CH2(OH)CH2COOH
(3)
(4) 加成反应 甲醇、浓硫酸、加热 酯化反应
(5)acd
【分析】淀粉在催化剂作用下水解为葡萄糖,A是葡萄糖;葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇,C是乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛,D是乙醛;B和乙醇发生酯化反应生成E乳酸乙酯,则B是乳酸CH3CH(OH)COOH。
【详解】(1)C的名称为乙醇;E中含官能团碳碳双键和羧基;
(2)根据分析可知B为乳酸,结构简式:CH3CH(OH)COOH;与B具有相同官能团的同分异构体的结构简式:CH2(OH)CH2COOH;
(3)反应③为乙醇发生催化氧化生成乙醛,化学方程式:;
(4)①化合物E中含碳碳双键,可与发生加成反应,生成;
②化合物E中含羧基,可与甲醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应;
(5)a.A为淀粉水解生成的葡萄糖,葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,a错误;
b.化合物B是乳酸,与乙醇发生酯化反应生成乳酸乙酯,所以C是乙醇,和互为同系物,b正确;
c.反应④为酯化反应,存在小分子产物H2O,原子利用率不是100%,c错误;
d.D是乙醛,分子中存在饱和碳原子,所有原子不都在同一平面上,d错误;
答案选acd。
38.(24-25高一下·广东深圳·期末)聚羟基丁酸酯(PHB)是一种用途广泛的可降解塑料,其两种降解路线(醇解与热解)如下图所示(部分反应试剂、反应条件略)。
(1)化合物Ⅰ的分子式为___________,其官能团的名称为___________、___________。
(2)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.与PHB互为同分异构体
B.若反应①中原子利用率为100%,则反应物x为V形结构
C.化合物Ⅰ中所有原子共平面
D.反应②中有C-O键的断裂
(3)以为原料可合成化合物I,其合成路线如下:
(a)的名称为___________。
(b)反应③中,与NaOH反应生成与一种化合物y,则y的化学式为___________。
(c)反应④的反应类型为___________,所需的反应试剂与反应条件为___________。
(4)M是化合物Ⅱ的同分异构体,写出符合下列条件的M的结构简式___________(写一种)。
ⅰ.1molM与足量钠反应生成
ⅱ.M可与反应生成
ⅲ.有两个连在同一碳上
(5)一定条件下,以化合物Ⅲ为原料可合成化合物,该反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) 羧基 碳碳双键
(2)BD
(3) 溴乙烷(一溴乙烷) NaBr 氧化反应 ,Cu(或Ag)、加热
(4)
(5)
【分析】将聚羟基丁酸酯(PHB)进行热解得到产物I:,将与加成得到产物Ⅲ:;将聚羟基丁酸酯(PHB)在参与下进行醇解得到产物Ⅱ:,再将进行水解也可以得到产物Ⅲ:;据此分析解答。
【详解】(1)根据图形,化合物Ⅰ的分子式为:;其官能团的名称为:羧基、碳碳双键。
(2)
A.与中的n不同,不是互为同分异构体,A错误;
B.反应①的方程式为:,属于加成反应,则原子利用率为100%;则反应物x为,其结构为V形,B正确;
C.化合物Ⅰ的结构为:,分子中存在着四面体的甲基结构,则分子中所有的原子不可能共平面,C错误;
D.反应②发生的是酯水解反应,则会发生酯基中C-O键的断裂,D正确;
故答案为:BD。
(3)(a)的名称为:溴乙烷(或一溴乙烷);
(b)反应③的方程式为:,则产物中除生成外,还有生成;
(c)反应④的方程式为:,其反应类型为:氧化反应;所需的反应试剂与反应条件为:,Cu(或Ag)、加热。
(4)
化合物Ⅱ的结构为,M是化合物Ⅱ的同分异构体,满足下列条件:ⅰ.1molM与足量钠反应生成:说明含2mol羟基(醇羟基或羧羟基);ⅱ.M可与反应生成:含羧基结构,同时还含有1个醇羟基结构;ⅲ.有两个连在同一碳上;则满足条件的M的结构简式有:、、(任写一种)。
(5)化合物Ⅲ的结构为:,要得到化合物,对比差异可看作为自身的羧基和醇羟基发生酯化反应所得,则该反应的化学方程式为:。
39.(24-25高一下·广东·期末)糖类是绿色植物光合作用的产物,是人类主要的能量来源,也是化工生产的原料。
(1)G的官能团名称为________。
(2)B转化为E的反应条件和试剂为________。
(3)口罩可隔绝粉尘、病菌等,熔喷布是口罩的主要材料,可由丙烯为原料制备,发生类似C到塑料D的反应,写出该反应的化学方程式________。
(4)关于上述流程中的相关物质及转化,下列说法中正确的有________。
a.存在从有机物逐渐转化为无机物的过程
b.到的转化用酸性溶液难以实现
c.淀粉和纤维素属于多糖,都能为人体提供能量
d.蔗糖和麦芽糖均属于二糖,两者互为同分异构体
(5)若为淀粉,将适量与稀硫酸混合液加热一段时间,判断是否发生水解的方法是________。
(6)有机物的分子式为,写出满足下列条件的结构简式________。
①与C互为同系物 ②分子中所有碳原子一定处于同一平面
【答案】(1)酯基
(2)加热、、
(3)
(4)ad
(5)取适量反应后的混合液,加入溶液,将溶液调至碱性,再加入少量新制的,加热。若有砖红色沉淀生成,则说明淀粉已水解
(6)
【分析】A为多糖,水解得到麦芽糖,麦芽糖水解得到葡萄糖,葡萄糖发生氧化反应得到二氧化碳;A在一定条件下得到B:CH3CH2OH,B发生消去反应得到C:CH2=CH2,C发生加聚反应得到D:聚乙烯;B发生催化氧化反应得到E:CH3CHO,E发生氧化反应得到F:CH3COOH,B和F发生酯化反应得到G:CH3COOCH2CH3。
【详解】(1)G为CH3COOCH2CH3,官能团名称为:酯基;
(2)CH3CH2OH发生催化氧化反应得到CH3CHO,反应条件和试剂为:加热、、;
(3)
丙烯发生加聚反应得到聚丙烯,方程式为:;
(4)a.葡萄糖发生氧化反应得到二氧化碳,存在从有机物逐渐转化为无机物的过程,a正确;
b.CH3CHO到CH3COOH的转化用酸性溶液可以实现,b错误;
c.淀粉和纤维素属于多糖,但纤维素在人体内不能水解,故只有淀粉能为人体提供能量,c错误;
d.蔗糖和麦芽糖均属于二糖,两者分子式相同但结构不同,互为同分异构体,d正确;
故选ad;
(5)若为淀粉,在酸性条件下水解,水解产物在碱性条件下检验,判断是否发生水解的方法是:取适量反应后的混合液,加入溶液,将溶液调至碱性,再加入少量新制的,加热。若有砖红色沉淀生成,则说明淀粉已水解;
(6)
C为CH2=CH2,的不饱和度为1,H满足:①与C互为同系物说明含1个双键,②分子中所有碳原子一定处于同一平面,满足条件的结构简式为:。
40.(24-25高一下·广东深圳·期末)丙烯是一种重要的化工原料,其合成聚丙烯酸乙酯的路线如下:
回答下列问题:
(1)反应①的方程式为_______,该反应类型为_______。
(2)化合物Ⅲ中含氧官能团名称是_______。
(3)化合物Ⅳ的结构简式为_______。
(4)关于化合物V(),下列说法中正确的是_______
a.所有原子可能共平面 b.是乙酸()的同系物
c.不能与新制悬浊液反应 d.可以使溴的溶液褪色
(5)反应⑤的方程式为_______。
(6)化合物Ⅵ有多种同分异构体,书写符合下列要求的同分异构体结构简式_______。
ⅰ.与V具有相同官能团;ⅱ.不含甲基()
(7)聚丙烯酸乙酯的结构简式为_______。
【答案】(1) 取代反应
(2)羟基
(3)
(4)ad
(5)
(6)或
(7)
【分析】光照条件下发生取代反应生成,发生水解生成,催化氧化生成,氧化生成,与发生酯化反应生成,发生加聚生成聚丙烯酸乙酯,据此分析;
【详解】(1)反应①为光照条件下发生取代反应,方程式为,该反应类型为取代反应;
(2)化合物Ⅲ()中含氧官能团名称是羟基;
(3)根据分析可知,化合物Ⅳ的结构简式为;
(4)a.碳碳双键四原子共面,羧基4原子共面,O-H单键可旋转,故所有原子可能共平面,a正确;
b.含有碳碳双键和羧基,官能团不同,不是乙酸()的同系物,b错误;
c.含有羧基,具有酸性,能溶解新制悬浊液反应,c错误;
d.含有碳碳双键,可以与溴发生加成反应,可使溴的溶液褪色,d正确;
故选ad;
(5)根据分析,与发生酯化反应生成,方程式为;
(6)化合物Ⅵ()的同分异构体,ⅰ.与V具有相同官能团,说明含有羧基和碳碳双键;ⅱ.不含甲基()说明羧基和碳碳双键分别在两端,故同分异构体结构简式:或;
(7)
发生加聚反应生成聚丙烯酸乙酯,聚丙烯酸乙酯的结构简式为。
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