内容正文:
高三化学试卷
总分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列不属于新型无机非金属材料的是
A. 气凝胶 B. C. 醋酸纤维 D. 石墨烯
2. 在精密制造等领域发挥重要作用。下列说法错误的是
A. 基态氧原子的电子云轮廓图:
B. 中子数为5的B原子:
C. 中N的杂化方式:
D. 的电子式:
3. 化学之美随处可见。下列说法正确的是
A. 天然色素红曲红可从植物或者微生物中得到
B. 苯是单双键交替的正六边形结构
C. 碘升华时会产生大量紫色蒸气,该过程有共价键断裂
D. 用X射线衍射仪照射普通玻璃时,记录仪上会产生明锐的衍射峰
4. 下列关于实验安全的说法正确的是
A. 实验室制备胶体实验有关的图标包含:
B. 废弃酸液和碱液都可直接混合相互反应后排放
C. 新制氯水保存在无色细口瓶中,并放在冷暗处
D. 金属钠着火,可用干燥沙土盖灭
5. 下列离子方程式正确的是
A. 将覆铜板置于氯化铁溶液中制作电路板:
B. 溶液中通入少量
C. 向溶液中加入过量氨水:
D. 稀硝酸和反应:
6. 下列说法错误的是
A. 天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成
B. 甲壳质是由乙酰氨基葡萄糖相互结合形成的高分子
C. 向饱和蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液,蛋白质溶解度降低出现浑浊
D. DNA分子的多聚核苷酸链中,核苷酸之间通过磷酯键连接
7. 某单分子催化剂的核心结构由原子序数依次递增的W、X、Y、Z四种元素组成。W、X、Y为同周期相邻元素,且W、X、Y的核外电子数之和为24;Z是地壳中含量最高的过渡金属元素。下列说法正确的是
A. 简单阴离子半径:
B. 第一电离能:
C. 简单氢化物的沸点:
D. 基态的价层电子排布式:
8. 微型实验药品用量少,绿色环保。如图所示为探究性质的微型实验,滤纸①~④分别浸泡了相关试剂,实验时向试管中滴入几滴浓硫酸。下列说法正确的是
A. 滤纸①先变红后褪色,体现了具有漂白性和酸性氧化物的性质
B. 滤纸②、③褪色均证明具有还原性
C. 滤纸④上有黄色固体生成,证明具有氧化性
D. 若滤纸④上析出了固体,则在滤纸④上发生的反应转移了电子
9. 有机净化剂的基本组分为立体网格结构的聚合物大分子,可以净化除去溶液中的某些金属阳离子,如聚合物大分子甲可净化,,但不能净化,其净化原理如图所示:
下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 乙中与、之间是离子键
C. 净化过程中、原子杂化方式发生变化
D. 不能净化的原因可能是半径太大,与网格孔径大小不匹配
10. 下列离子方程式正确的是
A. 溶液腐蚀铜制印刷电路板:
B. 向硫酸铝溶液中加入过量氨水:
C. 用饱和碳酸钠溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙:
D. 次氯酸钠与氢碘酸溶液反应:
11. 某含锶(,元素)废渣主要含有、、等,一种提取该废渣中锶的流程如图所示。已知常温时,,。下列说法正确的是
A. “酸浸”时,发生反应的离子方程式为
B. “浸出渣1”中主要成分为
C. 由溶液制备的过程中需加入稀盐酸,抑制水解
D. “盐浸”中发生的转化反应的平衡常数
12. 实验室用溶液和溶液制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{},装置如图所示(夹持仪器略)。已知:(溶液显蓝色)能被氧化为(溶液显黄色)。下列说法错误的是
A. Ⅱ中的试剂为饱和溶液
B. 实验开始时,应先打开活塞b,一段时间后再打开活塞a
C. Ⅲ中的反应为非氧化还原反应
D. 反应完全,小心取下分液漏斗,停止通气,立即塞上橡胶塞,将锥形瓶置于保护下的干燥器中,静置过夜,得到晶体
13. 向恒温恒容的密闭容器中充入一定量的和,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。Ⅰ:;Ⅱ:;Ⅲ:。M、X、Y和的物质的量随反应时间的变化如图所示。40 min时各物质浓度保持不变。下列说法正确的是
A. 曲线①对应的物质是Z
B. 0~t min内反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率
C. a点时反应Ⅱ达平衡状态
D. 40 min时,压缩容器容积达新平衡时一定增大
14. 下列实验的操作、现象和结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向30%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,加热一段时间后,再加入银氨溶液
未出现银镜
蔗糖未水解
B
向溶液中滴加稀盐酸
产生气泡
的非金属性比强
C
向蔗糖中加入浓硫酸
蔗糖变黑后膨胀
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
D
将搅拌过某无色晶体的铂丝置于酒精灯外焰上灼烧
火焰出现黄色
晶体中含有单质
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. (14分)
ZnS在荧光体、光导体材料、涂料等行业中应用广泛。由闪锌矿(含ZnS、FeS及少量CdS等)制备ZnS的一种流程如图1所示:
已知:常温下,①,,,;
②当离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为__________。
(2)写出“高温焙烧”时FeS发生反应的化学方程式:_____________________________________________。
(3)“除铁”调pH时,加入的试剂X可选用__________(填字母)。
A. B. C. D.
(4)“除铁”时,滤液中元素的质量浓度、滤渣2中锌元素质量分数与关系如图2所示。则最适宜的为_____。
(5)“除镉”时,若,,则此时__________________(填“沉淀完全”或“没有沉淀完全”)。
(6)立方晶胞结构如图3所示,晶胞的边长为 ,则、之间的距离为_____________,该晶体的密度_____________。
16.(17分)
羰基硫(COS)广泛应用于农药、医药、有机合成及其他化工产品生产领域,工业上可利用如下反应合成。
方法一:CO还原。可发生下列反应:
i.
ii:
上述两个反应的与的关系如图所示(为以分压表示的平衡常数,为温度):
(1)反应__________(填“i”或“ii”)的,原因是__________。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的是__________(填字母)。
A. 增大CO的浓度,反应i和ii的正反应速率都增大
B. 移去部分,反应i的平衡向左移动
C. 加入反应i的催化剂,可提高COS的平衡产率
D. 降低温度,反应i和ii中的活化分子百分数降低
方法二:CO还原。
主反应:
副反应:
(3)用FeOOH作催化剂,发生主反应,该反应分两步进行,其反应过程能量变化如图所示。
①__________。
②生成COS的决速步骤为__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(4)温度为、恒压为140 kPa时,向一容积可变的密闭容器中充入和发生主、副反应,平衡时的转化率为、COS的选择性为(COS的选择性)。则平衡时的分压__________kPa,副反应的压强平衡常数__________kPa(分压总压物质的量分数)。
17.(14分).
二甘氨酸合铜(Ⅱ)是最早被发现的电中性内配盐,已知:二甘氨酸合铜(Ⅱ)有顺式和反式两种结构(如下图)。甘氨酸()可与氢氧化铜反应制备二甘氨酸合铜(Ⅱ),其反应的化学方程式为。
Ⅰ.制备。向装有溶液的烧杯中边滴加足量溶液边搅拌,过滤,洗涤,干燥。
Ⅱ.制备二甘氨酸合铜(Ⅱ)。将制得的固体置于烧杯中,加入甘氨酸溶液,水浴加热至至,搅拌,至全部溶解,充分反应后趁热过滤,往滤液中加入的乙醇溶液,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,得天蓝色针状晶体。
Ⅲ.测定二甘氨酸合铜(Ⅱ)含量。准确称取产品于烧杯中,加入蒸馏水、(释出)和固体。加入淀粉溶液,用标准液滴定至终点。平行实验三次,平均消耗标准液。
回答下列问题:
(1)二甘氨酸合铜(Ⅱ)中心离子的配位数为________。
(2)步骤Ⅰ中,判断NaOH足量的方法为________________________________。
(3)步骤Ⅱ中,涉及反应在下图装置中进行,烧杯上方加盖表面皿的作用是________________;控制水浴温度保持在65至,温度计球泡的合适位置是________(填字母序号)。
(4)步骤Ⅱ中,加入乙醇溶液的作用是________________。
(5)将所得产品加入少量水,小火加热,天蓝色针状晶体逐渐溶解,并析出深蓝色鳞状晶体。由此可知顺式产物极性________(填“大于”或“小于”)反式产物。
(6)步骤Ⅲ中,所涉及的反应有:
;。
①达到滴定终点的现象是________________________________。
②二甘氨酸合铜(Ⅱ)的相对分子质量为212,则本实验产品中二甘氨酸合铜(Ⅱ)的质量分数为________(保留三位有效数字)。
18.(13分)
甲烷是一种重要的化工原料。
(1)甲烷蒸气重整(SMR)是目前工业制氢的主要手段,发生反应:。
已知:反应I
反应II
则____________________。
(2)以甲烷为原料直接水化合成甲醇的同时也可生成清洁能源。
①写出该反应的化学方程式:_______________________。
②温度为时,向恒容密闭容器中通入一定量的甲烷与水蒸气发生上述反应,测得平衡时的转化率及的体积分数随投料时水碳比的变化如图所示。
随增大,曲线a递增的原因是_____________________________________;该温度下反应的平衡常数_____________。
(3)反应在一定条件下可发生,该反应历程示意图如下所示。
由图可知过程I→II__________________(填“吸收”或“放出”)能量;整个反应过程中既有断裂又有形成的化学键类型为__________________(填标号)。
A.离子键 B.非极性共价键 C.极性共价键 D.配位键
参考答案:
1——5 CDCDC 6——10 DCDBC 11——14 ABDB
15.【答案】(14分)
(1)第四周期第Ⅷ族(2分)
(2)温度较低时反应速率慢,温度较高时双氧水的分解会加剧,不利于沉铁(2分)
(3)1(1分)
(4)硫酸(或盐酸等合理答案,1分);增大有机溶剂与溶液的接触面积,提高的萃取率(2分)
(5)(2分)
(6)(2分);(2分)
16:
(1)6(2分)
(2)反应放热,有利于维持高温,节约能源(2分)
(3)(2分)
(4)(2分)
(2分)
(5)加入有利于使碳酸盐、碳酸氢盐转化为;也可以直接将CO转化为(3分)
(6)高温有利于提高反应速率,缩短变换所需时间;该反应为放热反应,低温时反应正向进行程度大,可提高产率(4分)
17:(14分,每空分)
(1)-107.9 kJ/mol 2-丁烯
(2)①减小 ②增大
升温使两个反应都逆向移动,但反应Ⅰ小,温度对平衡影响小
(3)
18
(13分,除标注外,每空2分)
(1)将合金材料粉碎、适当增大硫酸浓度、适当升高温度、搅拌等
(2)将氧化成(1分) 与反应调节溶液值,同时提供沉铁所需的
(3)
(4) 66
(5)溶液酸性过强会优于放电,导致产率降低
学科网(北京)股份有限公司
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参考答案:
1.【答案】C
【解析】
【详解】A.气凝胶属于新型无机非金属材料,具有耐高温、低密度等特殊性能,A不符合题意;
B.(碳化硅)属于新型高温结构陶瓷,是典型的新型无机非金属材料,B不符合题意;
C.醋酸纤维是纤维素经醋酸酯化得到的有机高分子材料,不属于无机非金属材料,C符合题意;
D.石墨烯是碳单质构成的新型无机非金属材料,具有优异的电学、力学性能,D不符合题意;
故选C。
2.【答案】C
【解析】
【详解】A.轨道的电子云轮廓图为沿轴延伸的哑铃形,图示符合该特征,A正确;
B.的质子数为5,中子数为5时质量数为,核素表示为,B正确;
C.中的价层电子对数为4,无孤电子对,杂化方式为,不是,C错误;
D.最外层有8个电子,图示电子式书写符合规范,D正确;
故本题选C。
3.【答案】A
【解析】
【详解】A.天然色素红曲红可从植物或者微生物中得到,该说法符合事实,A正确;
B.苯的碳碳键是介于单键和双键之间的独特化学键,不存在单双键交替的正六边形结构,B错误;
C.碘为分子晶体,升华过程只破坏分子间作用力,共价键未发生断裂,C错误;
D.普通玻璃属于非晶体,X射线衍射仪照射非晶体时不会产生明锐的衍射峰,D错误;
故答案选A。
4.【答案】D
【解析】
【详解】A.图标依次为护目镜、明火、热烫、锐器;制备胶体的操作是向沸水中滴加饱和溶液,全程不涉及锐器使用,给出的图标包含无关标识,A错误;
B.废弃酸碱直接混合可能因剧烈中和反应放热引发喷溅,且即使中和后,也需确认废液pH在合规范围、不含其他有毒有害杂质后,再做对应处理,不能直接混合后排放,B错误;
C.新制氯水中的见光易分解,应保存在棕色细口瓶中,C错误;
D.金属钠可与水、反应,着火时不能用水或泡沫灭火器扑灭,可用干燥沙土盖灭,D正确;
故选D。
5.【答案】B
【解析】
【详解】A.该离子方程式电荷不守恒,正确反应为,A错误;
B.氯气与水反应生成和,酸性强于碳酸,可与反应生成,酸性弱于碳酸,不与反应,该离子方程式书写正确,B正确;
C.一水合氨为弱碱,不能拆写为,且氢氧化铝不溶于弱碱,反应生成沉淀,正确离子方程式为,C错误;
D.稀硝酸具有强氧化性,与发生氧化还原反应不会生成还原性较强的气体,给出的反应是硫代硫酸钠与非氧化性强酸的反应,D错误;
故选B。
6.【答案】C
【解析】
【详解】A.天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉两类组成,表述符合事实,A正确;
B.甲壳质也叫几丁质,是乙酰氨基葡萄糖通过糖苷键结合形成的天然高分子化合物,表述符合事实,B正确;
C.硫酸铜属于重金属盐,加入蛋白质溶液中会使蛋白质空间结构被破坏发生变性,进而出现浑浊,并非盐析过程中溶解度降低导致的析出,表述错误,C错误;
D.DNA分子的多聚核苷酸链中,相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键(属于磷酯键)连接,表述符合事实,D正确;
故选C。
7.【答案】A
【解析】
【分析】首先推断元素:W、X、Y为同周期相邻元素,设X原子序数为,则W、Y原子序数分别为、,三者核外电子数之和为,得,故W为、X为、Y为;地壳中含量最高的过渡金属元素Z为。
【详解】A.W的简单阴离子为,Y的简单阴离子为,二者电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径,即,A正确;
B.同周期元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,但的轨道为半充满稳定结构,第一电离能,即,B错误;
C.X的简单氢化物为,Y的简单氢化物为,分子间可形成的氢键数目更多,沸点,即,C错误;
D.基态原子价层电子排布为,形成时先失去轨道2个电子,再失去轨道1个电子,故价层电子排布式为,D错误;
故本题选A。
8.【答案】C
【解析】
【详解】A.能使紫色石蕊溶液变红但不能使其褪色,体现了作为酸性氧化物的性质,A项错误;
B.碘水褪色证明具有还原性,品红褪色证明具有漂白性,B项错误;
C.滤纸④上有黄色固体生成,证明具有氧化性,C项正确;
D.滤纸④上析出固体,则生成,转移电子,D项错误
答案选C。
9.【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期第二周期元素中,第一电离能变化的大致趋势为从左到右逐渐增大,但是的轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于,正确顺序为,A错误;
B.提供孤电子对,、提供空轨道,二者形成配位键,不属于离子键,B错误;
C.净化前后、的价层电子对数均为4,均为杂化,杂化方式未发生变化,C错误;
D.电子层数多于、,离子半径更大,与聚合物网格孔径不匹配,无法被吸附,D正确;
故选D。
10.【答案】C
【解析】
【详解】A.该离子方程式电荷不守恒,正确反应为,A错误;
B.是弱电解质,不能拆写为,且氨水为弱碱,与反应只能生成沉淀,无法得到,正确反应为,B错误;
C.碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,可发生沉淀转化,该离子方程式符合沉淀转化规律、物质拆分规则及守恒要求,C正确;
D.具有强氧化性,具有强还原性,二者发生氧化还原反应,不是仅发生复分解反应生成,正确反应为,D错误;
故选C。
11.【答案】B
【解析】
【分析】废渣主要含有、、,加入稀盐酸进行酸浸,、会转化为、,难溶于稀盐酸,因此“浸出渣1”中主要成分为;向浸出渣1中加入溶液,将转化为更难溶的,发生反应,从而得到溶液,结晶后得到,由此解答;
【详解】A.是难溶电解质,离子方程式中不能拆分为,正确的离子方程式为,A错误;
B.由分析可知,“浸出渣1”中主要成分为,B正确;
C.为ⅡA族元素,金属性强于,是强碱,不会发生水解,无需加入稀盐酸抑制水解,C错误;
D.“盐浸”中转化反应为,平衡常数,D错误;
故选B。
12.【答案】B
【解析】
【详解】A.Ⅱ中试剂为饱和溶液,可除去中混有的挥发的杂质,A正确;
B.易被氧化,实验开始时应先打开活塞a,利用生成的排尽装置内空气,防止被氧化,再打开活塞b加入溶液,B错误;
C.反应物中里为+4价,产物中仍为+4价,无元素化合价变化,反应为非氧化还原反应,C正确;
D.为避免+4价钒被空气中氧化,反应结束后需在保护下静置结晶得到产品,D正确;
故选B。
13.【答案】D
【解析】
【详解】A.反应Ⅱ生成的Y,反应Ⅲ消耗Y,Y的物质的量先增大后减小并在40 min时保持不变,说明后段反应Ⅱ生成的Y的速率小于反应Ⅲ消耗Y的速率,反应Z是反应Ⅲ的产物,Z的物质的量应持续增大至40 min后不变,对应曲线②,曲线①对应不被后续反应消耗的产物X,A错误;
B.0~ min内,反应Ⅱ生成的Y一部分被反应Ⅲ消耗,故反应Ⅱ生成Y的总物质的量,由图可知,相同时间内反应Ⅱ生成Y的总量远大于反应Ⅰ生成X的生成量,说明相同时间内反应Ⅱ消耗反应物更快,故反应Ⅱ速率大于反应Ⅰ,B错误;
C.由图可知,a点是Y的物质的量达到最大值的点,a点之后Y的物质的量持续下降,说明a点之后反应Ⅱ生成Y的速率小于反应Ⅲ消耗Y的速率,体系整体还在向最终平衡推进,40 min后才达到所有物质浓度不变的平衡状态,故a点时反应Ⅱ未达平衡,C错误;
D.40 min时,压缩容器容积的瞬间,Z的浓度因体积减小而增大,且三个反应的正反应均为气体分子数减小的反应,增大压强平衡均正向移动,Z的物质的量进一步增大,且容器体积减小,根据勒夏特列原理,新平衡时一定大于原平衡,D正确;
故选D。
14.【答案】C
【解析】
【详解】A.银镜反应需要在碱性环境中进行,未出现银镜可能因为实验中没有碱化,操作错误,A错误;
B.向溶液中滴加稀盐酸产生气泡只能证明盐酸酸性比氢硫酸强,不是最高价含氧酸的酸性比较,不能证明Cl的非金属性比S强,结论错误,B错误;
C.蔗糖变黑证明浓硫酸有脱水性,膨胀证明浓硫酸有氧化性,C正确;
D.灼烧搅拌过某无色晶体的铂丝火焰出现黄色,只能证明晶体中有Na元素,且钠单质为银白色,该无色晶体中一定不含有钠单质,结论错误,D错误;
答案选C。
15.【答案】(1)
(2) (3)ABD
(4)4.0 (5)沉淀完全
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】闪锌矿经粉碎、高温焙烧,ZnS、FeS、CdS被氧化为ZnO、Fe2O3、CdO;用硫酸酸浸,Zn2+、Fe3+、Cd2+进入溶液,滤渣1为不溶性脉石等。除铁时加入ZnO、Zn(OH)2或ZnCO3调节pH,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀(滤渣2),三种试剂与酸反应均生成Zn2+,不引入新杂质;pH过低除铁不完全,pH过高会使Zn2+沉淀而损失锌,故由题图选择pH=4.0。除镉时通入H2S,控制pH=1使硫离子浓度很小,CdS的溶度积远小于ZnS的溶度积,Cd2+优先生成CdS沉淀而Zn2+留在溶液中。最后加入(NH4)2S沉锌,Zn2+转化为ZnS,经洗涤、干燥得到高纯ZnS。
【小问1详解】
Zn的原子序数为30,基态原子核外电子排布为,故价电子排布式为。
【小问2详解】
高温焙烧时,FeS被O2氧化,Fe元素由+2价升至+3价,S元素由-2价升至+4价。1 mol FeS失去7 mol电子,1 mol O2得到4 mol电子,由得失电子守恒配平得:。
【小问3详解】
除铁需消耗溶液中的H+、提高pH使Fe3+水解完全,且不能引入新的杂质。ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3均能与H+反应生成Zn2+,可起到调节pH的作用;ZnSO4不能消耗H+,无法提高pH。故答案为ABD。
【小问4详解】
由图2(a),pH从3.0升至4.0时,滤液中Fe元素质量浓度由约350 mg⋅L-1降至约30 mg⋅L-1,继续升高pH降幅很小;由图2(b),pH=4.0时滤渣2中Zn元素质量分数约为0.3%,pH=4.5时约为0.7%,pH=5.0时达到4.0%,锌损失明显增大。综合考虑除铁效果与锌的回收,最适宜pH为4.0。
【小问5详解】
pH=1时,由的电离平衡常数,可得溶液中;此时溶液中残留的,因此沉淀完全。
【小问6详解】
a是晶胞顶点的,b是晶胞内部的,二者的连线为晶胞体对角线的1/4,晶胞体对角线长度为,因此间距为;该晶胞中的个数为,位于晶胞内部共4个,晶胞的总质量为,晶胞体积为,因此密度。
16.【答案】(1) ①. i ②. 由图可知,随着温度升高,反应i的逐渐增大,说明平衡常数增大,平衡正向移动,故反应i为吸热反应,即 (2)AD
(3) ①. 244.9 ②. Ⅰ
(4) ①. 60 ②. 180
【解析】
【小问1详解】
根据图像可知,随着温度的升高,反应i的逐渐增大,即平衡常数增大。根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热方向移动,因此反应i的正反应为吸热反应,即。
【小问2详解】
A.是反应i和ii的反应物,增大反应物浓度,两个反应的正反应速率均会增大,A正确;
B.为固体,改变固体的量不会改变其有效浓度,因此移去部分平衡不移动,B错误;
C.催化剂只能改变反应到达平衡的速率,不能改变平衡状态,因此不能提高的平衡产率,C错误;
D.降低温度,体系内分子的平均动能降低,导致反应i和ii中活化分子百分数均降低,D正确;
故选AD。
【小问3详解】
①根据盖斯定律,主反应的。由图可知,图中表示的是和反应生成和的过程,其总焓变。根据图像中的能量变化关系:,解得。
②速步骤是活化能最大的步骤。由图可知,步骤Ⅰ的活化能明显大于步骤Ⅱ的活化能,反应速率最慢,因此生成COS的决速步骤为Ⅰ。
【小问4详解】
初始充入和。平衡时的转化率为,则消耗的总量为。的选择性为,说明在主反应中消耗的为,则在副反应中消耗的为。根据化学方程式进行计算:主反应消耗和,生成和;副反应消耗,生成和。平衡时各物质的物质的量:、、、、,平衡时混合气体总物质的量。恒压条件总压,则的分压为;同理可得:、,副反应的压强平衡常数:。
17.【答案】(1)4 (2)静置后,向上层清液中继续滴加溶液,若无蓝色沉淀生成,说明已足量
(3) ①. 减少水分蒸发,防止溶液溅出 ②. b
(4)降低二甘氨酸合铜(Ⅱ)的溶解度,促进结晶析出
(5)大于 (6) ①. 滴入最后半滴标准液,溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色 ②. 75.0%
【解析】
【分析】本实验旨在制备二甘氨酸合铜()并测定其纯度。
步骤:向溶液中加入足量溶液制备沉淀,经过滤、洗涤、干燥得到纯净的。
步骤:将与甘氨酸在水浴加热条件下反应生成二甘氨酸合铜(),趁热过滤除去未反应的杂质,然后向滤液中加入乙醇降低产物的溶解度,使其冷却结晶析出。
步骤:利用碘量法测定产品纯度。先用稀硫酸将产品中的释放出来,加入过量将其还原为沉淀,同时生成。再用标准溶液滴定生成的,以淀粉为指示剂,根据消耗的体积计算的量,进而求出产品的质量分数。
【小问1详解】
由二甘氨酸合铜()的结构简式可知,中心与甘氨酸分子中的个原子和个原子形成配位键,因此其配位数为。
【小问2详解】
判断是否足量,即检验溶液中是否还有未沉淀的。操作方法为:静置,向上层清液中继续滴加溶液,若无蓝色沉淀产生,则说明已足量。
【小问3详解】
水浴加热时,在烧杯上方加盖表面皿可以减少热量散失,同时使挥发出的水蒸气冷凝回流,防止溶剂过度减少;测量水浴温度时,温度计的液泡应完全浸入水浴液体中,且不能接触水浴锅的底部和器壁,故答案选b。
【小问4详解】
根据分析,二甘氨酸合铜()在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,加入乙醇溶液可以降低产物在溶剂体系中的溶解度,促使其大量结晶析出,提高产率。
【小问5详解】
根据相似相溶原理,极性大的溶质易溶于极性大的溶剂(水)。顺式产物分子结构不对称,极性较大,易溶于水;反式产物分子结构对称,极性较小,在水中的溶解度较低。加水加热后析出反式产物,说明顺式产物的极性大于反式产物。
【小问6详解】
① 滴定前溶液中含有和淀粉,呈蓝色,同时有白色的沉淀。当滴定到达终点时,被完全消耗,蓝色褪去,显现出沉淀的白色。因此终点现象为滴入最后半滴标准液,溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色。
② 根据反应方程式和,可得关系式:,即。
滴定消耗的物质的量为:。
则产品中二甘氨酸合铜()的物质的量为,其质量为。
该产品中二甘氨酸合铜()的质量分数为:。
18.【答案】(1)+165
(2) ①. ②. 在其他条件不变时,随 增大,相当于在体系中不断增加反应物 的量,这会促使化学平衡向正反应方向移动,从而使得 的转化率不断增大。 ③. 9
(3) ①. 放出 ②. C
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将已知反应Ⅰ、Ⅱ相加即可得到目标反应,即目标反应 反应I 反应II。因此,,故 。
【小问2详解】
①甲烷与水蒸气反应生成甲醇和氢气,根据原子守恒可写出该反应的化学方程式为:。
②在其他条件不变时,随 增大,相当于在体系中不断增加反应物 的量,这会促使化学平衡向正反应方向移动,从而使得 的转化率不断增大。
由图像可知,当投料比 时,曲线a对应的 转化率为 。设初始通入的 和 均为 ,容器体积为 。列出三段式:
由于该反应前后气体分子总数不变,计算平衡常数时体积 可以消去,故该温度下的平衡常数 。
【小问3详解】
观察反应历程示意图可知,I(过渡态前)的总能量高于II(过渡态后)的总能量,物质由高能量状态转化为低能量状态,因此过程I→II为放出能量的过程。
在该反应过程中,反应物 中的 C-H 键和 中的 C=O 键发生断裂(两者均为极性共价键);生成物 中形成了 C-C 键(非极性共价键)、C-O 键和 O-H 键(两者均为极性共价键)。因此,整个反应过程中既有断裂又有形成的化学键是极性共价键,故选C。
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