摘要:
**基本信息**
高三化学一轮复习卷,以航天材料(如聚四氟乙烯、酚醛树脂)和工业实践(如废旧锂离子电池回收)为情境,覆盖化学观念、科学思维等核心素养,适配高考真实问题命题趋势。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15题|高分子材料、氧化还原反应、实验操作与结论、元素周期律等|结合嫦娥6号返回器隔热材料考查酚醛树脂性质,体现科技前沿情境|
|非选择题|5题|工艺流程、电化学、化学反应原理、有机合成|废旧电池回收流程综合考查Co、Li元素化合物性质及沉淀溶解平衡,凸显科学探究与实践素养|
内容正文:
吉林市实验中学2026高三年级9月化学练习卷7
命题人: 审核人:
一、选择题
1.高分子材料在航天、生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.航天服外层用聚四氟乙烯复合织物可以抵御高温
B.嫦娥6号返回器用体型酚醛树脂空心微球作为核心隔热材料,能够抵御极端烧蚀环境
C.芳纶纤维热稳定性高、强度高、密度小,可以制成防切割耐热手套
D.低压法聚乙烯可以用于生产食品包装袋、薄膜
2.下列表示不正确的是
A.硅的原子结构示意图: B.N2的结构式:N≡N
C.CH4的球棍模型: D.氯化铵的电子式:
3.下列有关方程式的书写,错误的是
A.工业上用铂电极电解饱和食盐水制备氯气:
B.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:
C.一种锂离子电池,其负极材料为嵌锂石墨,负极放电原理:
D.检验溶液中
4.在3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O的反应中,下列说法不正确的是
A.Cl2既是氧化剂,又是还原剂
B.KCl是还原产物,KClO3是氧化产物
C.反应中每消耗6.72LCl2,转移电子数为5NA
D.被还原的氯气的物质的量是被氧化的氯气的物质的量的5倍
5.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向Fe(NO3)2溶液中滴加少量浓硫酸,溶液由浅绿色变为黄色
浓硫酸具有强氧化性
B
在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成
酸性:H2SO3>HClO
C
检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+时,将溶液滴入酸性KMnO4溶液中,溶液紫红色褪去。
证明溶液中含有Fe2+
D
向某溶液中滴加浓氢氧化钠溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
该溶液中含有NH
A.A B.B C.C D.D
6.氨气是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。某学习小组利用以下装置进行实验,其中可以达到相应实验目的的是
A.制备氨气
B.干燥氨气
C.吸收尾气氨气
D.检验氨气并验满
A.A B.B C.C D.D
7.乙酸正丁酯是重要的化工原料。实验室将乙酸、正丁醇、浓硫酸加入圆底烧瓶中,加热条件下制备乙酸正丁酯的装置(加热和夹持装置已省略)和有关信息如下:
乙酸
正丁醇
乙酸正丁酯
熔点
沸点
117
密度
下列说法不正确的是
A.实验开始时应先由装置A的b口通入冷凝水,再加热装置C
B.装置B的作用是不断分离出产生的水,使反应向正向移动,提高产率
C.当B中水层高度不再变化时,说明反应完全,这时可以停止加热
D.提纯乙酸正丁酯可采取水洗、氢氧化钠溶液洗、无水氯化钙干燥、过滤一系列操作
8.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的3倍,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于ⅠA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是
A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B.由X、Z两种元素组成的化合物一定没有共价键
C.W的最高价氧化物对应水化物为弱酸
D.Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
9.FeCO3与砂糖混用可以作补血剂,实验室里制备FeCO3的流程如图所示.下列说法错误的是
A.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
B.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
C.沉淀过程中有CO2气体放出
D.检验沉淀是否洗涤干净可用盐酸酸化的BaCl2溶液
10.一种塑料抗氧化剂C可通过下列反应合成:
下列有关叙述正确的是
A.物质A中所有碳原子有可能位于同一平面
B.物质B不能发生取代反应
C.用酸性KMnO4溶液鉴别抗氧化剂C中是否含有CH3(CH2)17OH
D.1mol抗氧剂C与NaOH溶液反应,最多可消耗2mol NaOH
11.环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯()为原料生产环氧丙烷()的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.过程中Ti元素的配位数发生了变化
B.过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成
C.该过程总反应为
D.将丙烯换为2-丁烯发生上述反应可生成
12.T℃时,和沉淀溶解平衡曲线如图所示,,(N为或)。已知:溶解度随温度升高而增大。下列说法正确的是
A.曲线I是的沉淀溶解平衡曲线
B.Y点对应的溶液是过饱和溶液
C.用10mL 0.05mol/L 溶液最多能够将mmol 完全转化
D.向浓度均为0.1mol/L的和NaOH的混合溶液中滴加溶液,先析出
13.一种将燃料电池与电解池组合制备的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时,下列说法不正确的是
A.甲为正极,丙为阴极
B.丁极的电极反应式为
C.KOH溶液的质量分数:
D.标准状况下,乙电极上每消耗22.4 L气体时,理论上有4 mol 移入阴极区
14.体积恒定的2L密闭容器中加入和各,发生反应反应分别在不同的温度和催化剂下进行,保持其他初始实验条件不变,经测得CO气体转化率如图所示,温度下两曲线相交,下列说法正确的是
A.相同条件下,催化剂2比催化剂1的效率高
B.A、B、C中B点所处温度的平衡常数最小
C.C点时,两种催化剂下反应速率相同,用水蒸气表示速率为
D.增大压强对该反应的速率无影响
15.改变0.1二元弱酸溶液的pH,溶液中的、、的物质的量分数随pH的变化如图所示[已知]。
下列叙述错误的是
A.pH=1.2时,
B.
C.pH=2.7时,
D.pH=4.2时,
二、非选择题
16.某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料(含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al、C等)制备Co2O3和Li2CO3。工艺流程如下:
已知:
①已知LiCoO2难溶于水,酸浸后的溶液中含有的部分金属离子有:Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+等;
②NaHCO3溶液中存在的自耦电离:;
③常温时,有关物质Ksp如下表:
物质
Ksp
(1)为了使拆解后的“正极材料”与酸充分反应,可采取的措施有___________(任写一种)。
(2)元素Co在周期表中的位置为___________;Co2+价层电子轨道表示式为___________。
(3)“酸浸”时,LiCoO2参与反应的离子方程式为___________;下列试剂中最适宜替换H2C2O4的是___________。
A.Na2CO3溶液 B.Na2S2O5溶液 C.NaNO3溶液 D.浓盐酸
(4)滤渣1的主要成分有___________。
(5)加NaOH调节pH=10时,可以完全沉淀的金属离子有___________(一般认为离子浓度≤10-5mol/L时,离子沉淀完全)。
(6)滤液3中含金属元素的离子主要是,则滤渣2与NH3∙H2O,(NH4)2CO3混合溶液主要反应的离子方程式为___________。
(7)沉锂操作过程中需将温度升高到90℃,原因①是加快反应速率,并降低Li2CO3的溶解度②是(结合平衡原理解释)___________。
17.人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,填写空格。
(1)铅蓄电池在放电时发生的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。负极的电极反应式为___________。
(2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为___________,当线路中转移0.2 mol电子时,则被腐蚀铜的质量为___________g。
(3)燃料电池是一种高效、安全环保的供电装置,以甲醇作燃料的电池,如下图所示:
①负极反应物是___________,H+从___________(填“a”或“b”,下同)极移动到___________极。
②正极反应式为___________。
18.I.可作大型船舶绿色燃料,可由CO或制备。工业用制备原理如下:
反应1:
反应2:(副反应)
(1)反应3:,该反应自发的条件________(填“高温自发”、“低温自发”、“任意温度自发”或“任意温度不自发”)。
(2)不同压强下,按照投料,实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
已知:的平衡转化率%
的平衡产率%
其中纵坐标表示平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”);图乙中温度时,三条曲线几乎交于一点且随温度升高而变大的原因是___________。
(3)在,有催化剂的条件下,向密闭容器中充入和,的平衡转化率与、CO的选择性随温度的变化如图所示,
已知:(或CO)的选择性%。
若250℃反应达到平衡后,的物质的量为,则反应2的___________。
已知:对于气相反应,用组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可以表示平衡常数,记作,如,p为平衡压强,为平衡系统中B的物质的量分数。
Ⅱ.已知水煤气反应:。
(4)以固体催化剂M催化变换反应,若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离,用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):
步骤I:___________;
步骤Ⅱ:___________。
(5)画出该反应无催化剂和有催化剂的能量与反应历程的关系图___________。
19.酮洛芬是一种良好的抗炎镇痛药,可以通过以下方法合成:
(1)酮洛芬中含氧官能团的名称为__________和_____________。
(2)化合物E的结构简式为______________;由C→D的反应类型是______________。
(3)写出B→C的反应方程式_____________。
(4)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式________________。
Ⅰ、能发生银镜反应 Ⅱ、在碱性条件下能够水解 III、分子中含有5种不同化学环境的氢
(5)请写出以甲苯和乙醇为原料制备化合物的合成路线流程图(无机试剂可任选)__________。合成路线流程图示例如图:
试卷第10页(共10页)
试卷第9页(共10页)
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1.D
【详解】A.聚四氟乙烯耐高低温、化学性质稳定,可用于航天服外层抵御高温,A正确;
B.体型酚醛树脂属于热固性高分子,隔热性好、耐高温烧蚀,适合作为返回器的核心隔热材料,B正确;
C.芳纶纤维是高性能纤维,具有热稳定性高、强度高、密度小的特点,可制成防切割耐热手套,C正确;
D.高压法得到的低密度聚乙烯质地柔软,用于生产食品包装袋、薄膜;低压法得到的高密度聚乙烯硬度大,多用于生产管材、容器,D错误;
故答案选D。
2.D
【详解】
A.硅的核外电子数是14,原子结构示意图:,A正确;
B.N2的结构式为:N≡N,B正确;
C.碳原子半径大于氢原子半径,CH4的球棍模型为:,C正确;
D.氯化铵的电子式为:,D错误;
答案选D。
3.B
【详解】A.工业上用铂电极电解饱和食盐水制备氯气为氯碱工业:,A正确;
B.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+4e−+2H2O=4OH-,B错误;
C.负极失电子被氧化,C正确;
D.K3[Fe(CN)6]检验溶液中Fe2+,现象为蓝色沉淀,D正确;
故选B。
4.C
【解析】3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O中,Cl元素的化合价由0升高为+5价,Cl元素的化合价由0降低为-1价,以此来解答。
【详解】A.该反应中只有Cl元素的化合价变化,则氯气既是氧化剂又是还原剂,故A正确;
B.Cl元素的化合价降低被还原,对应的KCl是还原产物,Cl元素的化合价升高被氧化,则KClO3是氧化产物,故B正确;
C.没有说明是否为标况状态,不能计算6.72LCl2的物质的量,故C错误;
D.由原子守恒可知,1个Cl原子被氧化,5个Cl原子被还原,则被还原的氯气的物质的量是被氧化的氯气的物质的量的5倍,故D正确;
故选C。
5.D
【详解】A.向Fe(NO3)2溶液中滴加少量浓硫酸,溶液由浅绿色变为黄色,由于存在3Fe2++4H++=3Fe3++NO+2H2O,故不能说明浓硫酸具有强氧化性,A错误;
B.在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成,是由于Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+Cl-+2H+,而不能说明酸性:H2SO3>HClO ,B错误;
C.由于Cl-也能将酸性KMnO4溶液褪色,故检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+时,将溶液滴入酸性KMnO4溶液中,溶液紫红色褪去,不能证明溶液中含有Fe2+,C错误;
D.向某溶液中滴加浓氢氧化钠溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体即NH3,说明该溶液中含有NH,D正确;
故答案为:D。
6.D
【详解】A.在高温下能够分解为和,但生成的和遇冷会重新结合成,不能达到实验目的,A错误;
B.会与氨气反应生成络合物,不能用于干燥氨气,不能达到实验目的,B错误;
C.氨气极易溶于水,直接用水吸收会产生倒吸现象,该装置没有防倒吸措施,不能用于吸收尾气氨气,不能达到实验目的,C错误;
D.氨气是碱性气体,湿润的红色石蕊试纸变蓝证明已集满,该实验设计能够达到实验目的,D正确;
故本题选D。
7.D
【分析】乙酸、正丁醇、浓硫酸加入圆底烧瓶中,加热条件下制备乙酸正丁酯,装置(加热和夹持装置已省略)如图,实验开始前先通入冷凝水,再加热,C中反应不断进行,B可以分离出产生的水有利于反应正向进行,最后将C中产生的乙酸正丁酯进行提纯。
【详解】A.实验开始时应先由装置A的b口通入冷凝水,再加热装置C,提高原料利用率,A项正确;
B.装置B为分水器,可不断分离出产生的水,使反应向正向移动,提高产率,B项正确;
C.当B中水层高度不再变化时,说明反应不再有水生成,反应已经基本完成,这时可以停止加热,C项正确;
D.提纯乙酸正丁酯不可采取氢氧化钠溶液洗,碱性条件下乙酸正丁酯会发生水解,D项错误;
故本题选D。
8.D
【分析】分析题给信息,X原子的最外层电子数是次外层的3倍,则X应为O元素;Y是迄今发现的非金属性最强的元素,应为F元素;在周期表中Z位于ⅠA族,由原子序数关系可知Z为Na元素,W与X属于同一主族,W应为S元素。
【详解】A.电子层数越多,原子半径越大,同周期元素的原子序数越大,原子半径越小,则原子半径r(F)<r(O)<r(S)<r(Na),A项错误;
B.X为O,Z为Na,由Y、Z两种元素组成的化合物可能为过氧化钠,其分子中含有离子键和共价键,B项错误;
C.W最高价氧化物对应水化物为硫酸,属于强酸,C项错误;
D.非金属性F>S,元素的非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,D项正确;
答案选D。
【点睛】微粒半径大小的决定因素:
决定因素是电子层数和核电荷数。电子层数越多,则微粒半径越大;电子层数相同时,核电荷数越多,对核外电子的吸引力越大,微粒半径越小,比较时应综合考虑二者。
9.A
【详解】试题分析:A、碳酸亚铁在空气中高温分解,亚铁可能被空气中氧化氧化成+3价铁,A错误;B、KSCN溶液遇Fe3+显红色,因此KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质,B正确;C、Fe2+和HCO3-发生双水解反应,生成CO2,C正确;D、滤液中含有硫酸根离子,所以检验沉淀是否洗涤干净可用盐酸酸化的BaCl2溶液,D正确;答案选A。
考点:考查铁及其化合物的性质等知识。
10.D
【详解】A、物质A中与苯环相连的碳原子为空间四面体结构,不能共平面,错误;
B、物质B含有酚羟基和酯基,均能发生取代反应,错误;
C、醇和酚均能被酸性KMnO4溶液氧化,错误;
D、物质C中含有1个酚羟基1个醇酯基,故消耗2mol NaOH,正确。
11.B
【详解】A.在反应过程中,Ⅱ和Ⅳ中的配位数变为5,A正确;
B.断裂:中的键(极性键)、丙烯C=C双键(非极性键);形成:新键(极性键),但无非极性键的形成,B错误;
C.总反应式为+H2O2+H2O,催化剂循环再生,被还原为,符合图示物质转化关系,C正确;
D.2−丁烯()经相同机理反应,双键环氧化生成对称环氧化物:+H2O2+H2O,结构符合题干所给产物示意图,D正确;
故答案为:B。
12.C
【分析】,,(为定值)。
,(为定值)。
曲线Ⅰ:当时,;时,。,满足1:1型沉淀的关系,因此曲线Ⅰ为。
曲线Ⅱ:当时,;时,。,满足1:2型沉淀的关系,因此曲线Ⅱ为。
【详解】A.曲线Ⅰ是的沉淀溶解平衡曲线,曲线Ⅱ是的沉淀溶解平衡曲线,A错误;
B.Y点,,因此,为不饱和溶液,B错误;
C.转化反应:,平衡常数,代入数据:,,得。10 mL 0.05 mol/L 溶液中,若转化0.1 mmol(),则生成,剩余,则,反应达到平衡,说明0.1 mmol 可以完全转化,C正确;
D .对于:;对于:,因为,所以先沉淀,D错误;
故答案选C。
13.D
【分析】左池有氧气通入,左池为燃料电池,且甲、乙分别为正极、负极;右池为电解池,丙和丁分别为阴极和阳极,其作用是电解锰酸钾溶液制备高锰酸钾。则四个电极发生的反应如下:
甲(燃料电池正极):;
乙(燃料电池负极):;
丙(电解池阴极):;
丁(电解池阳极):;
左池中K+穿过交换膜向甲电极移动,甲电极区KOH浓度增大,乙电极区KOH浓度减小,即c%;右池中K+穿过交换膜向丙电极移动,据此分析解答。
【详解】A.据上述分析可知,甲为正极,丙为阴极,A正确;
B.据上述分析可知,丁极的电极反应式为,B正确;
C.据上述分析可知,KOH溶液的质量分数:,C正确;
D.根据电极反应式以及内外电路转移电荷相等可知,标准状况下,乙电极上每消耗22.4 L气体(H2)时,理论上有2 mol 移入阴极区,D错误;
故答案选D。
14.B
【详解】A.温度低于T2,催化剂1的效率高,温度高于T2,催化剂2的效率高,因此温度不同,不能比较催化剂的效率,A错误;
B.催化剂不影响平衡移动,若A点达到平衡,B点温度升高,平衡转化率应下降,与图中信息不相符,则A点未达平衡,B点达到平衡,B点之后升高温度,CO转化率下降,说明升高温度,平衡逆向移动,正反应为放热反应,A、B、C中B点所处温度最高,平衡常数最小,B正确;
C. C点时用水蒸气表示速率为v(H2O)==0.01mol·L-1·min-1,C错误;
D.增大压强,可增大反应速率,D错误;
答案选B。
15.D
【详解】A、根据图象,pH=1.2时,H2A和HA-相交,则有c(H2A)=c(HA-),故A说法正确;B、pH=4.2时,c(A2-)=c(HA-),根据第二步电离HA-H++A2-,得出:K2(H2A)=c(H+)×c(A2-)/c(HA-)= c(H+)=10-4.2,故B说法正确;C、根据图象,pH=2.7时,H2A和A2-相交,则有c(H2A)=c(A2-),故C说法正确;D、根据pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),且物质的量分数约为0.48,而c(H+)=10-4.2,可知c(HA-)=c(A2-)>c(H+),故D说法错误。
16.(1)将正极材料粉碎;适当增大硫酸的浓度;增大酸浸时间等
(2) 第四周期第Ⅷ族
(3) B
(4)CaSO4、C
(5)Co2+、Fe2+、Al3+
(6)或
(7)温度升高到90℃,促进碳酸的分解,平衡正移,生成,提高沉锂反应转化率
【分析】废旧锂离子电池正极材料(含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al、C等),加入硫酸、草酸进行酸浸,酸浸后的溶液中含有的部分金属离子有:Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+等,则Ca转化为CaSO4沉淀,C不溶,也进入沉淀中;过滤后,得滤渣1的成分为CaSO4、C,滤液中含有Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+等;滤液1中加入NaOH调pH=10,由Ksp可确定Co2+、Fe2+、Al3+都转化为氢氧化物沉淀,Mg2+、Li+存在于滤液2中。滤渣1中加入NH3∙H2O、(NH4)2CO3混合溶液,Co(OH)2转化为,通空气催化氧化,过滤得滤渣C0(OH)3,灼烧得Co2O3。滤液2中加入NH4F固体,Mg2+转化为MgF2沉淀,过滤后往滤液中加入饱和NaHCO3溶液,并加热到90℃,Li+转化为Li2CO3沉淀。
【详解】(1)为了使拆解后的“正极材料”与酸充分反应,可采取增大接触面积、增大酸液浓度、增大浸取时间等措施,则措施有:将正极材料粉碎;适当增大硫酸的浓度;增大酸浸时间等。
(2)
元素Co为27号元素,价电子排布式为3d74s2,则在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;Co2+价层电子轨道表示式为。
(3)“酸浸”时,LiCoO2被草酸还原,生成Co2+等,反应的离子方程式为;在反应过程中,H2C2O4的表现出还原性,则能替代H2C2O4的试剂为Na2S2O5溶液,故选B。
(4)由分析可知,滤渣1的主要成分有CaSO4、C。
(5)加NaOH调节pH=10时,Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+分别为5.9×10-7mol/L、4.9×10-9mol/L、1.1×10-21mol/L、5.6×10-4mol/L,则可以完全沉淀的金属离子有Co2+、Fe2+、Al3+。
(6)滤液3中含金属元素的离子主要是,则滤渣2与NH3∙H2O、(NH4)2CO3混合溶液主要反应的离子方程式为或。
(7)沉锂操作过程中需将温度升高到90℃,可促进自耦电离:,增大溶液中的c(),有利于Li+转化为Li2CO3沉淀。则原因①是加快反应速率,并降低Li2CO3的溶解度②是:温度升高到90℃,促进碳酸的分解,平衡正移,生成,提高沉锂反应转化率。
【点睛】除去溶液中的Mg2+、Ca2+时,常通过加入NH4F等措施,将其转化为MgF2、CaF2沉淀。
17.(1)Pb-2e-+=PbSO4
(2) Cu 6.4
(3) CH3OH b a O2+4e-+4H+=2H2O
【详解】(1)铅蓄电池的电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O,依据总电池反应,反应中Pb元素化合价升高,在负极失电子发生氧化反应,其电极反应为:Pb-2e-+=PbSO4。
(2)将反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计成原电池时,Cu作负极,石墨(或Ag或Pt)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液,正极上Fe3+发生得电子的还原反应,负极反应式为Cu-2e-=Cu2+,则转移0.2mol电子时,参与反应的铜的物质的量为0.1mol,质量为0.1mol×64g/mol=6.4g。
(3)燃料电池中,通入燃料的电极是负极,溶液阳离子从负极流向正极;在正极上是氧气得电子的还原反应。
①燃料电池中,通入燃料的电极b是负极,溶液阳离子从负极流向正极,负极反应物是CH3OH,H+从b极移动到a极;
②在正极上是氧气得电子的还原反应,酸性环境下,电极反应为:O2+4e-+4H+═2H2O。
18.(1)低温自发
(2) 乙 温度大于等于时,反应以反应2为主,反应2为气体分子总数不变的吸热反应,升温平衡右移,且增压平衡不移动,故图乙中温度时,三条曲线几乎交于一点且随温度升高而变大
(3)
(4) MO+CO=M+CO2
(5)
【详解】(1)按盖斯定律,反应1+反应2=反应3:,则,反应3,则时能自发,则该反应自发的条件为低温自发。
(2)反应1和反应3的正反应均放热,则升高温度,平衡均逆向移动,CH3OH的平衡产率减少,故图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率,对于图乙,由于1和3均为放热反应,升温平衡逆向移动,CO2平衡转化率降低,反应2吸热,升温平衡右移,则又能使CO2平衡转化率升高,若以反应1为主,则二氧化碳转化率总体随温度升高而减小,若以反应2为主,则二氧化碳转化率总体随温度升高而升高,故纵坐标表示平衡转化率的是图乙;据此也可知:图乙中温度时,三条曲线几乎交于一点且随温度升高而变大的原因是:温度大于等于时,反应以反应2为主,反应2:为气体分子总数不变的吸热,升温平衡右移,且增压平衡不移动,故CO2平衡转化率随温度升高而增大,图乙中温度时,三条曲线几乎交于一点且随温度升高而变大。
(3)由于反应3=反应1+反应2,则容器中的反应相当于只有反应1、反应2,据图知,若250℃反应达到平衡后,与CO的选择性相等且均为50%,则设生成的CO的物质的量为x,生成的物质的量为y,, ,又知道在下反应,起始值为和,平衡时的物质的量为,则得到①4-x-3y=2.4,②x=y,二式合并,得x=y=0.4mol,则平衡时CO2、CO、、H2O和的物质的量分别为0.2mol、0.4mol、0.4mol、0.8mol、,共4.2mol,反应2的。
(4)已知水煤气反应:,水分子首先被催化剂吸附,根据元素守恒推测第一步产生M与H2O反应产生H2和MO,第二步吸附CO产生CO2,可以通过总反应减去第一步反应得到反应方程式,对应反应历程依次步骤I为:M+H2O=MO+H2、步骤Ⅱ:MO+CO=M+CO2。
(5)
催化剂不能改变反应的始态和终态、故不能改变反应的焓变,但能降低反应活化能、改变反应历程,则该反应无催化剂和有催化剂的能量与反应历程的关系图为。
19.(1) 羧基 羰基
(2) 取代反应
(3)
(4)
(5)
【分析】
A与PCl3发生取代反应生成B,B→C是B中的酰基氯与苯环发生的取代反应,C→D是苯环侧链甲基上的氢原子被Br原子替代,发生取代反应,由D→E→F,结合E的分子式可知,D苯环侧链甲基上的Br原子被-CN替代生成E,则E为,E→F为引入羧基,F和发生取代得酮洛芬,据此分析解答。
【详解】(1)
根据酮洛芬的结构,其中含氧官能团有羧基、羰基;
(2)
根据流程图,D与NaCN发生取代反应生成E,化合物E的结构简式为,由C→D是苯环侧链甲基上的氢原子被Br原子代替的反应,属于取代反应;
(3)
根据流程图,B→C是B中的酰基氯与苯环发生的取代反应,反应方程式为:。
(4)
Ⅰ、能发生银镜反应,说明分子结构中存在醛基;Ⅱ、在碱性条件下能够水解,说明是甲酸形成的酯基;Ⅲ、分子中含有5种不同化学环境的氢,说明分子结构中存在5种不同化学环境的氢原子,根据上述要求,A的同分异构体是甲酸苯甲酯,结构简式为;
(5)
根据流程图,C→D,可以在甲苯侧链甲基上引入卤素原子,从而引入-CN,氧化后可以引入羧基,再跟乙醇酯化即可,合成路线流程图为:。
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