吉林省吉林市实验中学2026-2027学年高三上学期9月化学练习卷8
2026-09-12
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摘要:
**基本信息**
聚焦高三一轮复习,以新能源电池回收、CO₂转化等真实情境整合化学核心知识,通过基础辨析与综合应用梯度考查科学思维与探究能力。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|选择题|15|高分子材料应用、电化学原理、沉淀溶解平衡|结合生活实例(如聚苯乙烯保温材料),考查化学观念;通过坐标曲线(如pM-pN图)提升科学思维|
|非选择题|4|工业流程(Li/Ni回收)、反应原理(CO₂制甲醇)、有机合成|16题以废旧电池回收为情境,融合溶度积计算与分离提纯,体现科学探究;18题结合反应历程与平衡移动,关联生产实际,培养科学态度|
内容正文:
吉林市实验中学2026高三年级9月化学练习卷8
命题人: 审核人:
一、选择题
1.高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.聚乙烯微孔薄膜用于制造饮用水分离膜
B.聚苯乙烯泡沫用于制造建筑工程保温材料
C.热固性酚醛树脂用于制造集成电路的底板
D.合成高分子是通过聚合反应得到的一类纯净物
2.下列化学用语的书写正确的是
A.Cl原子的结构示意图:
B.CH4分子的球棍模型:
C.溴化钠的电子式:
D.水分子的结构式:
3.下列方程式不正确的是
A.吸氧腐蚀正极反应式: O2+4e-+2H2O=4OH-
B.NaHS水解:HS-+H2OS2-+H3O+
C.电解CuSO4溶液:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
D.向AgCl的悬浊液中滴入少量Na2S溶液:2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)
4.已知:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,关于该反应的说法正确的是( )
A.氯气是氧化剂,氢氧化钠是还原剂
B.氯气既是氧化剂又是还原剂
C.氯化钠是氧化产物,次氯酸钠是还原产物
D.1 mol氯气参加反应时转移2 mol电子
5.下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向蔗糖中加入一定量的浓硫酸,搅拌
蔗糖变黑并膨胀,产生有刺激性气味的气体
浓硫酸具有吸水性和强氧化性
B
先向溶液中通入,一段时间后再通入气体X
一开始溶液无变化,通入X后有白色沉淀生成
气体X可能为或
C
向某溶液中加入NaOH溶液,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸
湿润的红色石蕊试纸不变色
溶液中无
D
向浓硝酸中加入红热的炭
有红棕色气体产生
炭与浓硝酸发生反应生成了
A.A B.B C.C D.D
6.实验室制备和收集氨气时,下列装置不能达到相应实验目的的是( )
A.制备
B.干燥
C.收集氨气
D.处理尾气
7.某实验小组利用苯甲酸(熔点,沸点,微溶于水)、异丙醇和浓硫酸制备苯甲酸异丙酯(熔点,沸点,不溶于水),其装置如图所示。下列有关说法错误的是
A.苯甲酸熔点高于苯甲酸异丙酯是因为苯甲酸分子间可以形成氢键
B.冷凝水应从球形冷凝管b口进入
C.分水器有助于移除生成的水,使酯化反应平衡正向移动,提高苯甲酸异丙酯的产率
D.向反应后的混合液中加入饱和碳酸氢钠溶液,经分液可得到纯净的苯甲酸异丙酯
8.短周期主族元素原子序数依次增大,同主族且与处于不同周期,同主族且的原子序数是的两倍,以下说法正确的是
A.原子半径:
B.由组成的化合物中可能含共价键
C.元素最高价氧化物对应的水化物的酸性比强
D.的简单气态氢化物的热稳定性比的弱
9.实验室制备的流程如下图所示,下列叙述不正确的是
A.可用KSCN溶液检验溶液是否变质
B.沉淀时可用冷水浴降温以防止分解
C.沉淀时的离子方程式:
D.为了使快速干燥,洗涤操作时可用无水乙醇
10.治疗注意力缺陷的药物托莫西汀(Z)的一种合成路线如下所示,下列说法正确的是
A.W分子中最多有8个碳原子共面
B.W、X分子中均含有手性碳原子
C.Y分子能发生消去反应和水解反应
D.Z分子苯环上的一氯代物有6种
11.某科学家报道,在的水溶液中用生物启发型催化剂电催化还原亚硝酸盐的反应机理如图。下列说法正确的是
A.催化过程中涉及的反应均为氧化还原反应
B.催化剂Cu(tmpa)的中心离子的配位数为4
C.整个反应过程中既有极性键断裂也有非极性键断裂
D.该电催化还原的总反应式为:
12.T℃时,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知为浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ是,的沉淀溶解平衡曲线
B.加热可使溶液由X点变到Z点
C.Y点对应的可能为的过饱和溶液
D.T℃时,的平衡常数
13.传统接触法制取硫酸能耗大,污染严重。将燃料电池引入硫酸生产工艺可有效解决能耗和环境污染问题,同时提供电能。以燃料电池为电源电解硫酸铜溶液的工作原理示意图如图所示。下列说法不正确的是
A.b为正极,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
B.H+由a极通过质子交换膜向b极移动
C.该燃料电池的总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
D.若a电极消耗2.24LSO2,理论上在d极上有6.4g铜析出
14.汽车尾气中的NO和CO发生反应:2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)。假设该反应速率方程为v=kc2(CO)·c2(NO)[设T1温度下速率常数为k1,T2温度下速率常数为k2],在2L恒容密闭容器中充入2molCO和2molNO,测得NO的转化率与温度、时间的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.k1>k2
B.平衡时反应速率的比值:<
C.T1温度下,加入催化剂k1减小,则催化剂可能中毒
D.T2温度下,改变初始投料比例,可使平衡时NO的转化率与T1时刻相同
15.已知是二元弱酸,常温下,溶液中的分布系数随溶液pH变化如图所示。
例如:的分布系数该温度下,下列说法错误的是
A.曲线I是的分布系数曲线
B.反应的平衡常数
C.M点对应的pH为2.8
D.时,溶液中
二、非选择题
16.新能源汽车使用锂离子电池为动力源,研究回收废旧正极材料中Li、Ni、Mn等资源可以促进新能源产业的良性发展。如图甲是一种三元锂电池废旧正极材料的回收工艺。
已知:①三元锂电池废旧正极材料主要成分可以表示为LiMO2(M:Ni、Co、Mn)。
②、、。
回答下列问题:
(1)若采取硫酸与双氧水混合液浸取LiNiO2中的镍元素使其转化为Ni2+,反应的离子方程式为_________。
(2)采用有机酸代替无机酸浸取废旧正极材料具有污染性低、腐蚀性小等优点,请比较HCOOH、CH3COOH、CH2ClCOOH三种有机酸的酸性:_________(由强到弱),从结构角度说明原因:_________。
(3)浸取液中金属离子生成含硫沉淀情况与pH的关系如图乙。pH=5时溶液中_________。
(4)沉锂时,反应的离子方程式为_________。
(5)沉锂母液里依然含有一定量的锂离子,经过添加_________(化学式)试剂后,通过蒸发浓缩、_______(操作名称),过滤分离出无水硫酸钠后,可进行二次沉锂。
相关数据如表:
温度/℃
0
10
20
30
40
Na2SO4溶解度/g
4.5
9.5
20.5
40.8
48.4
Li2SO4溶解度/g
36.1
35.4
34.8
34.3
33.9
17.人们利用原电池原理制作了多种电池,以满足日常生活、生产和科学技术等方面的需要。请根据题中提供的信息,回答下列问题。
(1)铅蓄电池在放电时的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O,则其正极上的电极反应为___________。
(2)FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应:2FeCl3+Cu==2FeCl2+ CuCl2。若将此反应设计成原电池,则负极所用的电极材料为_____;电极反应式:_________。
(3)用Fe做阳极,KOH溶液做电解质溶液,进行电解,在阳极得到FeO,写出阳极的电极反应式____________________________________
(4)已知甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时,b口通入的物质为_____,该电池正极上的电极反应式为 _______________;当6.4g甲醇(CH3OH)完全反应生成CO2时,有____mol电子发生转移。
18.CO2储量大,是常见的温室效应气体,其综合利用意义深远。
CO2与H2制CH3OH可能发生如下反应:
(i)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJ·mol-1
(ii)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H2=-162kJ·mol-1
(iii)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H3=-90.1kJ·mol-1
(iv)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H4
(1)反应(iv)自发进行的条件是:___。
A.低温自发 B.高温自发
C.任何条件都能自发 D.任何条件都不能自发
(2)科学研究工作者研究了不同外界条件与CH3OH产率或不同产物选择性的关系,如图所示。
由上述可知,合适的催化剂及其适宜温度分别为___、___。
(3)以铜基催化剂催化CO2加氢制甲醇可能的反应历程存在如下步骤(*表示催化剂的活性中心,表示H2在催化剂表面的吸附态):
①H2(g)+*→H2*②H2*+*→2H*③CO2(g)+*→CO2*④CO2*+H*→HCO2*⑤HCO2*+H*→H2CO*+O*⑥____⑦H3CO*+H*→CH3OH*+*⑧CH3OH*→CH3OH(g)+*⑨O*+H*→OH*+*⑩OH*+H*→H2O*+*
请写出步骤⑥的化学方程式为___。
反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在恒温恒压条件下进行,能证明反应达到平衡状态标志的是: ___。
A.混合气体的密度不变
B.甲醇的体积分数不变
C.相同时间内二氧化碳的消耗速率等于甲醇的生成速率
D.反应体系的温度不再变化
(4)恒温恒压下发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应,欲增大甲醇的产量,一定可行的措施有___。
A.向体系中通入CO2
B.移走甲醇
C.移走H2O(g)
D.与初始投料等物质的量的通入CO2、H2
(5)200℃时,将0.200molCO2和0.400molH2充入压强恒定为P的密闭容器中,发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应。在催化剂作用下,CO2的最高转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数Kp=___。平衡时,保持压强P恒定不变,再向体系里充入0.200molCO2和0.100mol水蒸气,反应向___方向进行。(选填“正反应,逆反应,保持平衡”)
19.有机物I是一种治疗非小细胞肺癌药物的中间体,科研工作者设计的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物A的含氧官能团名称为_______。
(2)反应B→C的化学方程式为_______(不考虑参与反应)。
(3)C→D的反应类型为_______。
(4)有机物G的结构简式为_______。
(5)D→E的转化过程如下:
反应①中还可能生成另一产物(与M互为同分异构体),其结构简式为_______,有机物K的结构简式为_______。
(6)同时满足下列条件的E的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
①含环状结构;
②N原子上除氢原子外不再连接其他取代基;
③能发生银镜反应。
其中核磁共振氢谱峰面积比为2:2:2:2:1:1的结构简式为_______。
试卷第10页(共10页)
试卷第1页(共10页)
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1.D
【详解】A.聚乙烯化学性质稳定,无毒,微孔薄膜可用于饮用水分离膜,A正确;
B.聚苯乙烯泡沫具有良好保温性能,常用于建筑工程保温材料,B正确;
C.热固性酚醛树脂耐高温且绝缘,适合制造集成电路底板,C正确;
D.合成高分子通过聚合反应生成,但产物是不同聚合度的混合物,而非纯净物,D错误;
故答案选:D。
2.D
【详解】
A.氯的原子序数为17,核内质子数为17,原子核外电子数为17,各电子层所含电子数依次为2、8、7,其原子的结构示意图为,故A错误;
B.球棍模型是用小球代表原子,小棍代表化学键,甲烷分子式为CH4,C原子形成4个C-H,为正四面体结构,则CH4球棍模型为 ,为比例模型,故B错误;
C.NaBr为离子化合物,该结构中Na+与Br-通过离子键形成,其电子式为,故C错误;
D.H2O的结构中O与每个H形成一对共用电子对,其电子式为,结构式为,故D正确;
答案为D。
3.B
【详解】A.吸氧腐蚀的正极为氧气,得电子发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-,故A正确;
B.NaHS水解为HS-+H2OH2S+OH-,故B错误;
C.电解CuSO4溶液生成Cu、O2和硫酸,故为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,故C正确;
D.向AgCl的悬浊液中滴加Na2S溶液的离子反应为2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq),故D正确;
故选:B。
4.B
【详解】A. 反应中氢氧化钠中的元素的化合价没有变化,所以氢氧化钠既不是氧化剂,也不是还原剂,错误;
B. 反应中Cl元素的化合价发生变化,既升高又降低,则氯气既是氧化剂,又是还原剂,正确;
C. 氯气中Cl元素为0价,次氯酸钠中Cl元素化合价为+1价,升高被氧化是氧化产物,氯化钠中Cl元素的化合价为-1价,降低被还原是还原产物,错误;
D. 1 mol氯气中Cl元素为0价,次氯酸钠中Cl元素化合价为+1价,则转移电子数目为1 mol。
答案选B。
【点睛】Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O反应中Cl元素的化合价发生变化,既升高又降低,氢氧化钠中的元素的化合价没有变化。
5.B
【详解】A.蔗糖变黑体现浓硫酸的脱水性,膨胀和刺激性气体体现其强氧化性。结论中“吸水性”错误,应为“脱水性”,A错误;
B.先通SO2生成酸性溶液,通Cl2可氧化SO2为生成BaSO4沉淀;通NH3中和酸性后生成,与Ba2+生成BaSO3沉淀。两种气体均可能产生沉淀,B正确;
C.检验需加热使NH3挥发,未加热则试纸不变色无法排除存在,C错误;
D.红热的炭与浓硝酸反应生成NO2,但红棕色气体也可能来自浓硝酸高温分解。结论未排除分解因素,D错误;
故选B。
6.B
【详解】A.实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热时制备氨气,加热固体制备气体时,试管口略向下倾斜,装置正确,故A不选;
B.氨气能够与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,故B选;
C.氨气密度比空气小,应将导管伸入集气瓶底部用瓶口向下排气收集氨气,装置正确,故C不选;
D.氨气极易溶于水,在四氯化碳中的溶解度很小,图中结构可防止倒吸,装置正确,故D不选;
故选B。
7.D
【详解】A.苯甲酸含有羧基,分子间可形成氢键,苯甲酸异丙酯无分子间氢键,苯甲酸分子间作用力更强,熔点更高,A正确;
B.球形冷凝管的冷凝水需下进上出,从下口b进入、上口a流出可保证冷凝管内充满冷却水,冷凝效果最佳,B正确;
C.酯化反应是可逆反应,分水器移除生成物水,使平衡正向移动,可提高苯甲酸异丙酯的产率,C正确;
D.分液后得到的有机层混有少量水、残留可溶性杂质,需经过干燥、蒸馏等操作才能得到纯净的苯甲酸异丙酯,仅分液无法得到纯净产物,D错误;
故答案选D。
8.B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,Y、W同主族且W的原子序数是Y的两倍,则Y为O,W为S;X、Z同主族且与Y处于不同周期,则X为H,Z为Na元素;Q的原子序数大于S,则Q为Cl元素,据此结合元素周期律知识解答。
【详解】根据分析可知,X为H,Y为O,Z为Na,W为S元素,Q为Cl元素,
A.同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X),故A错误;
B.O、Na形成的过氧化钠中含有共价键,故B正确;
C.非金属性S<Cl,则W元素最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q弱,故C错误;
D.非金属性O>S,则Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的强,故D错误;
故答案为B。
9.C
【分析】硫酸亚铁溶液中加NH4HCO3生成FeCO3,过滤、洗涤即可得到FeCO3固体。
【详解】A.亚铁离子变质会生成铁离子,则检验硫酸亚铁溶液是否变质,可利用KSCN溶液检验,若溶液变红,则证明硫酸亚铁溶液变质了,故A正确;
B.NH4HCO3受热易分解,所以加NH4HCO3生成FeCO3沉淀时,可用冷水浴降温以防止NH4HCO3分解,故B正确;
C.硫酸亚铁与NH4HCO3发生反应的离子方程式为,故C错误;
D.FeCO3易被氧气氧化,难溶于乙醇,为防止其被氧化,洗涤时可用无水乙醇除去水分,快速干燥,故D正确;
故答案为:C。
10.C
【详解】A.苯环、双键为平面结构,且3个原子可确定一个平面,碳碳单键均可以旋转,则W分子中最多有9个碳原子共平面,A错误;
B.连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子,则W无手性碳原子,B错误;
C.由题干Y的结构简式可知,Y分子中含有碳氯键,且与Cl相邻的碳上还有H,故能发生消去反应和水解反应,C正确;
D.由题干Z的结构简式可知,Z分子苯环上的一氯代物有7种,如图所示:,D错误;
故答案为:C。
11.D
【详解】A.催化过程中,有部分反应仅涉及配体交换或质子转移,例如与之间的转化,这类反应没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应,A错误;
B.催化剂Cu(tmpa)中与相连的原子数为5,故中心离子的配位数为5,B错误;
C.整个反应过程中没有非极性键断裂,C错误;
D.根据催化机理图可得,总反应方程式为:,D正确;
故选D。
12.B
【分析】的沉淀溶解平衡为,即,则;的沉淀溶解平衡为,即,则,结合题图中曲线Ⅰ、Ⅱ的斜率可知,曲线I为的沉淀溶解平衡曲线,曲线Ⅱ为的沉淀溶解平衡曲线, ,即;而,即。
【详解】A.根据分析,A正确;
B.曲线Ⅰ为的沉淀溶解平衡曲线,若加热,的沉淀溶解平衡正向移动,溶液中的和浓度会同时增大,阴、阳离子浓度的负对数均会减小,B错误;
C.Y点在的沉淀溶解平衡曲线的下方,该点为4,即,为6,即,则,故Y点对应的为的过饱和溶液,C正确;
D.由反应可知,,D正确;
故答案为:B。
13.D
【分析】在燃料电池中,通入氧气的电极是正极,发生还原反应:O2+4H++4e-=2H2O,通入二氧化硫的电极是负极,发生失电子的氧化反应:2SO2+4H2O-4e-=2SO+8H+,燃料电池的总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,H+由a极通过质子交换膜向b极移动。电解池中c为阳极、d为阴极,Cu2+在d电极放电析出Cu,据此解答。
【详解】A.氧气发生还原反应,故b为正极,正极电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O,故A正确;
B.a为负极、b为正极,电解质溶液中阳离子向正极移动,则H+由a极通过质子交换膜向b极移动,故B正确;
C.该燃料电池中电池反应式相当于二氧化硫、氧气和水生成硫酸的反应,电池总反应式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,故C正确;
D.2.24LSO2的物质的量不能确定,因此无法计算析出铜的质量,故D错误;
故选D。
14.B
【分析】由图可知,T1比T2更先达到平衡,则T1条件下反应速率更快,则T1>T2;T1温度下达到平衡时NO的转化率低于T2温度下平衡时,表示升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,据此分析;
【详解】A.根据分析,T1比T2反应速率速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率方程知k1>k2,故A正确;
B.反应的速率方程为v=kc2(CO)·c2(NO),=,T1温度下达到平衡时NO的转化率低于T2温度下平衡时,则表示,即,故B错误;
C.T1温度下,加入催化剂k1减小,说明速率减小,则催化剂可能中毒,故C正确;
D.T2温度下,减少CO的投料,可使平衡时NO的转化率与T1时刻相同,故D正确;
答案选B。
15.B
【分析】溶液中随碱性增强,H2A的浓度减小,A2-的浓度增大。故曲线I代表H2A的浓度,II代表HA-的浓度,III代表A2-的浓度。由曲线I和II的交点可知Ka1=10-1.3,曲线II和III的交点可知Ka2=10-4.3。
【详解】A.由分析可知,曲线I是的分布系数曲线,故A正确;
B.反应的平衡常数,故B错误;
C.M点c(H2A)=c(A2-),又,则c(H+)=10-2.8mol/L,pH=2.8,故C正确;
D.时,溶液中根据电荷守恒可得,由时,HA-与A2-的浓度相等,故可得,故D正确;
故选B。
16.(1)
(2) CH2ClCOOH>HCOOH>CH3COOH 烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越强,使羧基中的烃基的极性越小,羧酸的酸性越弱,所以甲酸的酸性强于乙酸。而氯原子吸电子,所以氯乙酸的酸性比甲酸强,所以酸性强弱:CH2ClCOOH>HCOOH>CH3COOH
(3)80
(4)
(5) H2SO4 冷却结晶
【分析】使用硫酸与双氧水混合液或有机酸对废旧正极材料进行浸取,将其中的锂、镍、钴、锰等元素转化为离子进入溶液。硫酸与双氧水混合浸取时,中的镍元素被还原为,同时双氧水被氧化产生氧气。向浸取液中加入等试剂,使溶液中的金属离子生成硫化物沉淀,通过控制溶液pH来分离不同金属离子,例如根据、等溶度积常数的差异,在一定pH下实现与等的分离,向除杂后的溶液中加入,使锂离子转化为沉淀。沉锂母液中仍含有锂离子,通过添加,再经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作分离出无水硫酸钠后,可进行二次沉锂,以提高锂元素的回收率。
【详解】(1)硫酸与双氧水混合液浸取,镍元素转化为,镍元素化合价降低,双氧水中氧元素的化合价升高被氧化为氧气,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得离子方程式为;
(2)烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越强,使羧基中的羟基的极性越小,氢原子越难电离,羧酸的酸性越弱,所以甲酸的酸性强于乙酸。而氯原子是吸电子基团,所以氯乙酸的酸性比甲酸强,故酸性强弱为;
(3)根据溶度积常数表达式,时,、沉淀率均达到百分之百,NiS和CoS达到沉淀平衡,所以溶液中;
(4)沉锂时,锂离子和碳酸氢根离子反应生成沉淀、二氧化碳和水,离子方程式为。
(5)沉锂母液里依然含有一定量的锂离子,添加后,锂离子转化为硫酸锂,根据题表可知,硫酸钠的溶解度随温度升高而增大,硫酸锂的溶解度随温度变化不明显,所以通过蒸发浓缩、冷却结晶,可过滤分离出无水硫酸钠,然后再进行二次沉锂。
17. PbO2+4H++SO42-+2e- = PbSO4+2H2O Cu Cu-2e-=Cu2+ Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O CH3OH O2+4H++4e-=2H2O 1.2
【分析】根据原电池原理及总反应方程式书写电极反应式,判断正负极;根据电解池原理及放电顺序书写电极反应式;根据甲醇燃料电池的原理分析电池的正负极、电极反应式并根据反应式计算转移电子数。
【详解】(1)放电时,PbO2在正极发生还原反应,根据总反应分析得正极上的反应式为PbO2+4H++SO42-+2e- = PbSO4+2H2O,故答案为: PbO2+4H++SO42-+2e- = PbSO4+2H2O;
(2)反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2中,Cu失去电子发生氧化反应,Cu-2e-=Cu2+,所以原电池中负极材料是Cu,故答案为:Cu;Cu-2e-=Cu2+;
(3)铁作阳极失电子,发生氧化反应,生成FeO,根据电荷守恒判断,电解质溶液中OH-参加反应,则电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O;故答案为:Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O;
(4)原电池中H+向正极移动,根据图中氢离子的移动方向可知c口一侧的电极为正极,所以b口一侧的电极是负极,甲醇在负极上发生氧化反应,故b口通入的是CH3OH;正极上氧气发生还原反应,得电子,与氢离子结合生成水,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O;负极上的电极反应为CH3OH+H2O-6e-=6H++CO2,6.4g甲醇(CH3OH)的物质的量为,完全反应生成CO2时,转移电子的物质的量为0.2mol×6=1.2mol,
故答案为:CH3OH;O2+4H++4e-=2H2O;1.2。
18.(1)A
(2) Co@Si0.95 320℃
(3) H2CO*+H*→H3CO*+* AB
(4)BC
(5) 逆反应
【详解】(1)根据盖斯定律,可知△H4=△H3+△H1= -49.0 kJ·mol-1,反应(iv)自发进行的条件是:△G=△H4-T△S4<0,由于△H4<0、△S4<0,故反应低温自发;
(2)由图象分析可知Co@Si0.95作催化剂时,CH3OH 的选择性最高,副产物均较少,故合适的催化剂为Co@Si0.95,由右图可知Co@Si0.95在温度在320°C附近时,甲醇单位时间产率最高,故适宜的温度为320°C;
(3)根据反应机理各微粒的传递规律以及活性空位(*)个数的守恒关系,可知步骤⑥的反应物为H2CO*产物为H3CO*,可知是H2CO*与H*反应,活性空位数为2,故该步骤化学方程式为:H2CO*+H*→H3CO*+*;
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在恒温恒压条件下进行,能证明反应达到平衡状态标志的是:
A.质量守恒总质量不变,当体积不变时,混合气体的密度不变证明反应达到平衡状态,A正确;
B.甲醇的体积分数不变,B正确;
C.任何时间内二氧化碳的消耗速率等于甲醇的生成速率,C错误;
D.在恒温条件下,反应体系的温度不再变化,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
(4)恒温恒压下发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应,欲增大甲醇的产量,一定可行的措施有:
A.向体系中通入CO2反应逆向进行,因为是加入一种反应物,恒压相当于另一种反应物浓度减小,所以产物浓度减小,A错误
B.移走甲醇减少生成物浓度,平衡正向移动,B正确;
C.移走H2O(g) 减少生成物浓度,平衡正向移动,C正确;
D.恒温恒压下通入与初始投料等物质的量的CO2、H2,平衡不移动,D错误;
(5),平衡后总物质的量为0.4mol,p = ,p = ,p = ,p = Kp= =;保持压强P恒定不变,再向体系里充入0.200molCO2和0.100mol水蒸气,实则相当于等效平衡后减小氢气,反应向逆反应方向进行。
19.(1)硝基、(酚)羟基
(2)+CH3NH2+HF
(3)还原反应
(4)
(5)
(6) 14
【分析】
根据A分子式以及B的结构简式,可知A→B发生取代反应,推出A的结构简式为,根据C的分子式以及E的结构简式,B→C发生取代反应,CH3NH-取代-F的位置,即C的结构简式为,根据C→D的反应条件可知,该反应类型为还原反应,推出D的结构简式为,根据反应条件,H→I发生还原反应,将-NO2还原为-NH2,H的结构简式为,对比F、I结构简式以及G的分子式,推出G结构简式为,据此分析;
【详解】(1)
A的结构简式为,含氧官能团为硝基、(酚)羟基;
(2)
根据上述分析,B→C的反应方程式为+CH3NH2+HF;
(3)C→D反应条件是Pd/C,H2,发生反应类型为还原反应,将-NO2还原为-NH2;
(4)
根据上述分析,G的结构简式为 ;
(5)
根据上述分析,D的结构简式为,反应①生成M同时,还生成CH3OH,断键部位为和,如果反应生成另一产物且与M互为同分异构体,断键部位为和 ,,则其结构简式为 ;反应③生成水,根据E的结构简式,该反应类型为消去反应,推出K的结构简式为;
(6)
含,能发生银镜反应,说明含有醛基,根据E的结构简式,推出不含其他不饱和键或环,取代基为-CH2CHO,有3种,取代基为-CH3、-CHO,-CH3固定在①位置上,-CHO可以在①②③上,有3种,-CHO固定在①位置上,-CH3可以在②③上,有2种,-CH3固定在②位置上,-CHO在苯环上有3种位置,-CH3固定在③位置上,-CHO在苯环上有3种位置,综上所述符合条件的共有14种结构;根据核磁共振氢谱峰面积比,符合条件的结构简式为 。
答案第4页(共11页)
答案第3页(共11页)
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