云南昆明地区名校2024届高二下学期化学周测卷(八)
化学
姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.有机物在生活中应用非常广泛,下列有机物的结构或性质与用途对应正确的是
选项 有机物 结构或性质 用途
A 苯 密度小于水 可用于萃取碘水中的碘
B 苯酚 在空气中易被氧化 可用于手术器械消毒
C 甲烷 与氯气可以发生反应 可用作燃料
D 氯乙烯 含有碳碳双键 可以制取聚氯乙烯
A.A B.B C.C D.D
2.一种新型电池的电解质的结构如图所示(箭头指向表示共用电子对由W提供):W、X、Y、Z是同周期四种主族元素,Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍,下列说法不正确的是
A.该物质中含离子键、极性键和非极性键
B.第一电离能:
C.W的电负性比Y大
D.W、X、Y、Z四种元素中,X的原子半径最大
3.从海带中提取碘的部分实验操作为:①灼烧干海带;②海带灰浸泡、过滤;③海带浸取液中通入适量得到含的水溶液;④萃取、分液得到含的溶液。上述操作中,不需要用到的仪器为
A. B. C. D.
4.如图所示的方案可以降低铁闸门的腐蚀速率。下列判断正确的是( )
A.若X为导线,Y可以是锌
B.若X为导线,铁闸门上的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
C.若X为直流电源,铁闸门做负极
D.若X为直流电源,Y极上发生还原反应
5.GeorgeA.Olah教授和其合作者使用Ru-PNP pincer络合物作催化剂,用五乙烯六胺(PEHA)多聚物来捕获二氧化碳,可以直接将空气中二氧化碳转化为甲醇,反应可能的过程如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应过程中只有极性键的断裂和形成
B.甲醇可作为车用燃料
C.循环过程中催化剂参与中间反应
D.总反应方程式
6.化学科学与技术在宇宙探索、改进生活、改善环境和促进发展方面均发挥着关键性的作用。下列叙述正确的是
A.2020年12月3日,中国在月球表面首次实现五星红旗的“独立展示”。这面闪耀月球的五星红旗,是一面真正的“织物版”五星红旗,在正负150摄氏度的温差下仍能“保持本色”,它的主要成分是蛋白质
B.“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”中传统爆炸粉为黑火药,其主要成分为木炭、硫磺、KClO3
C.2020年春季爆发了新型冠状病毒疫情,该病毒具有极强的传染性。杀菌消毒是防止疫情蔓延的重要措施,“84”消毒液与酒精混用,杀菌消毒效果更好
D.血液透析是利用了胶体物理性质,“人工肾”利用血液透析原理救治危重新冠肺炎患者
7.需要使用温度计测定反应物温度的是
A.制备乙酸乙酯 B.银镜反应
C.制备硝基苯 D.制备乙烯
8.将甲气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入乙气体,有沉淀生成,则甲、乙气体不可能是
A.SO2、H2S B.SO2、NO2 C.NH3、CO2 D.CO2、SO2
9.用下列实验装置进行相应实验,其中装置正确且能达到实验目的的是
A.分离碘单质和 B.蒸发溶液,制备晶体 C.制备氢氧化铁胶体 D.乙醇脱水制乙烯
A.A B.B C.C D.D
10.NM—3是处于临床试验阶段的小分子抗癌药物,分子结构如图。下列说法正确的是
A.该有机物的化学式为C12H12O6
B.该有机物含有三种官能团
C.该物质不属于芳香化合物
D.该有机物可属于羧酸类
二、多选题
11.常温下,Ka1(H2C2O4)=10-1.3, Ka2(H2C2O4)=10-4.2。用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定10.00 mL 0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是
A.点①所示溶液中:c(Na+)>c()>c(H2C2O4)>c()
B.点②所示溶液中:c()=c()
C.点③所示溶液中:c(Na+)=c() + c()
D.点④所示溶液中:c(Na+) + 2c(H2C2O4) + 2c(H+)=2c(OH-) + 2c()
12.元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示, 其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是
A.非金属性:Z
C.气态氢化物稳定性:R
13.为达到实验目的,下列方案设计、现象和结论都正确的是
选项 实验目的 方案设计 现象和结论
A 检验某无色溶液中是否含有 取少量该溶液于试管中,加入足量稀盐酸,将产生的气体通入品红溶液中 若品红溶液褪色,则该溶液中含有
B 判断Fe(NO3)2固体是否变质 取少量固体溶于蒸馏水,然后滴加少量稀硫酸,再滴入KSCN溶液 若溶液变红,则Fe(NO3)2固体已变质
C 探究酸性:H2SO4>H2SiO3 将稀硫酸与Na2CO3混合后产生的气体直接通入硅酸钠溶液中 若硅酸钠溶液变浑浊,则硫酸的酸性比硅酸的强
D 探究浓硫酸的性质 向蔗糖中加入几滴蒸馏水,然后再加入浓硫酸 若产生疏松多孔的海绵状炭,并放出刺激性气味的气体,则浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A.A B.B C.C D.D
14.一种以海绵铜()为原料制备的工艺流程如图。
已知:为白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在潮湿的空气中易被氧化。下列说法正确的是
A.“溶解”过程中表现了酸性和强氧化性
B.“还原”过程中有白色沉淀生成
C.“过滤”用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒
D.为提高的产率和纯度,可采用乙醇洗涤、真空干燥
15.常温下,向某浓度H2A溶液中加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与-lgc(M)[-lgc(H2A)、-lgc(A2-)、-lg]变化如图所示。下列说法错误的是
A.常温下,H2A电离平衡常数Ka1为10-1.08
B.曲线②表示 -lg c(A2-)与pH变化关系
C.NaHA溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
D.b点时,满足c(Na+)>3c(A2-)
三、有机推断题
16.丁苯酞是我国自主研发的一类用于治疗急性缺血性脑卒的新药,合成丁苯酞(J)的一种路线如图:
已知:
(1)D的名称是___,F中含氧官能团名称是___,G的分子式是___。试剂a是___。
(2)A生成B的反应类型为___。
(3)J是一种酯,分子中除苯环外还含有一个五元环,写出J的结构简式___。
(4)H在定条件下还能生成高分子化合物K写出H生成K的化学方程式__。
(5)EX,X的同分异构体中:①能发生银镜反应;②能与氯化铁溶液发生显色反应。满足上述条件的X的同分异构体共有__种。
(6)利用题中信息写出以乙醛和苯为原料,合成,的流程图___(其他试剂自选)。
四、工业流程题
17.铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。从某矿渣[成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等]中回收NiSO4的工艺流程如下:
已知(NH4)2SO4在350℃分解生成NH3和H2SO4,回答下列问题:
(1)“浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外,还含有___________(写化学式)。
(2)矿渣中部分FeO焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为_______________。
(3)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+(浓度为1.0×10-3mol·L-1),当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol·L-1时,除钙率为______________[Ksp(CaF2)=4.0×10-11]。
(4)溶剂萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离:。萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示,V0/VA的最佳取值为______。在___________(填“强碱性”“强酸性”或“中性”)介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。
(5)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后,在铁电极附近生成紫红色的FeO42-,若pH过高,铁电极区会产生红褐色物质。
①电解时阳极的电极反应式为________________,离子交换膜(b))为______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液,沉淀溶解。该反应的离子方程式为_____。
五、原理综合题
18.氨在国防、工农业生产领域发挥着重要作用。
(1)工业以甲烷为原料生产氨气的过程如下:。
①过程Ⅰ中,有关化学反应的能量变化如图所示
反应①为__________反应(填“吸热”或“放热”),CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式是__________。
(2)CO可降低过程Ⅱ所用催化剂的催化效率,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收,其反应原理为:[Cu(NH3)2CH3COO](aq)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)2]CH2COO CO(1),
①N元素在周期表中的位置为__________,NH3的电子式为__________。
②所得溶液经处理的又可再生,恢复其吸收CO能力,再生的适宜条件是__________(选填字母)。
a.高温、高压 b.高温、低压 c.低温、低压 d.低温、高压
(3)合成NH3的反应为放热反应,如果该反应平衡时,只改变一个条件,再次达到新平衡时,平衡常数K值变大。关于该反应的说法正确的是__________(填字母序号)。
A.一定向正反应方向移动 B.在平衡移动时正反应速率先增大再减小
C.一定向逆反应方向移动 D.在平衡移动时逆反应速率先减小再增大
(4)400℃,28MPa时,将1molN2和3mol H2混合充入体积可变的密闭容器中,加入催化剂,10分钟后反应达到平衡平衡时N2转化率为60%。
①下列图象能正确表示该过程中相关量的变化的是__________(填字母序号)。
②平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)恒温恒容时,若原料气投料比n(H2):n(N2)=1:1,平衡时、NH3的体积分数为30%。容器内的压强与起始压强之比为__________。
19.钼(Mo)是一种难熔稀有金属,我国的钼储量居世界前列,钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。
(1)Mo可被发烟硝酸及氢氟酸氧化生成X和Y(少量),X和Y中Mo价态相同,硝酸本身被还原为NO2,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1,则Mo在氧化产物中的化合价为___________;
(2)已知:2Mo(s)+3O2(g)===2MoO3(s) △H1;
MoS2(s)+2O2(g)===Mo(s)+2SO2(g) △H2。
写出MoS2(s)与氧气反应生成MoO3(s)的热化学方程式_____________________________;
(3)碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为
MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO (g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H,实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。
(a)不同压强下温度与H2平衡转化率的关系
(b)0.1MPa下温度与平衡时气体成分的关系
①由图(a)可知,该反应△H___________0(填“>”或“<”),p1、p2、p3由大到小的顺序为___________;
②由图(b)可知,B点时H2的平衡转化率为___________;
③A点对应的平衡常数K=___________(MPa)2。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)电氧化法提纯钼的原理:将辉钼矿(MoS2)放入装有食盐水的电解槽中,用惰性电极电解,MoS2被氧化为MoO42-和SO42-。
①辉钼矿应放入电解槽的___________(填“阴极区”或“阳极区”);
②阴极的电极反应式为_________________________________。
六、结构与性质
20.X、Y、Z、R为前四周期原子序数依次增大的元素。X原子有3个能级,且每个能级上的电子数相等;Z原子的不成对电子数在同周期中最多,且Z的气态氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最低;X、Y、R三元素在周期表中同族。
(1)R元素基态原子的价层电子排布式为_____________________________。
(2)下图表示X、Y、Z的四级电离能变化趋势,其中表示Y的曲线是_________(填标号)。
(3)化合物(XH2=X=O)分子中X原子杂化轨道类型分别是_____________,1mol (X2H5O)3Z=O分子中含有的σ键与π键的数目比为_______________。
(4)Z与氯气反应可生成一种各原子均满足8电子稳定结构的化合物,其分子的空间构型为________________。
(5)某R的氧化物立方晶胞结构如图所示,该物质的化学式为____________。(用元素符号表示),已知该晶体密度为ρg/cm3,距离最近的原子间距离为dpm,则R的相对原子质量为____________。(阿伏伽德罗常数为NA)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】A.单质碘易溶于有机溶剂苯中,苯可用于萃取碘水中的碘,这与苯的密度小于水没有关系,A不符合;
B.苯酚能使蛋白质发生变性,苯酚可用于手术器械消毒,与苯酚在空气中易被氧化没有关系,B不符合;
C.甲烷可用作燃料与甲烷可与氯气发生取代反应没有关系,C不符合;
D.氯乙烯含有碳碳双键,可发生加聚反应生成聚氯乙烯,因此可以制取聚氯乙烯,D符合;
答案选D。
2.B
【分析】W、X、Y、Z是同周期主族元素,Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍,X的次外层电子数只能为2,则四种元素都位于第二周期,Y的最外层电子数为6,则Y为O;四种元素与锂组成的盐是一种新型的锂离子电池的电解质,Z可形成4个共价键,X可形成3个共价键和1个配位键,则Z为C、X为B,W可提供电子对,且易得到1个电子,则W为F,以此来解答。
【详解】A.根据分析,该物质中碳原子和氧原子之间、硼原子和氧原子之间、硼原子和氟原子之间形成极性键,碳原子和碳原子之间形成非极性键,属于锂盐还含有离子键,A正确;
B.根据分析,X为B,Y为O,同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:Y(O)> X (B),B错误;
C.根据分析,Y为O,W为F,同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则W(F)的电负性比Y(O)大,C正确;
D.根据分析,X为B,Z为C,Y为O,W为F,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,则原子半径:B>C>O>F,即X(B)的原子半径最大,D正确;
故选B。
3.C
【详解】①灼烧干海带需要用坩埚;②海带灰浸泡、过滤,需要烧杯、玻璃棒和漏斗即A和D;④萃取、分液得到含的溶液,需要用到烧杯和分液漏斗即B和D,所以不需要用到的仪器是C,故答案为:C。
4.A
【详解】A.若X为导线,Y可以是锌,形成原电池,铁闸门作正极被保护,能降低铁闸门的腐蚀速率,故A正确;
B.若X为导线,铁闸门上的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,则铁闸门作负极被腐蚀,所以不能降低铁闸门的腐蚀速率,故B错误;
C.若X为直流电源,铁闸门连接负极,作阴极,能降低铁闸门的腐蚀速率,故C错误;
D.若X为直流电源,铁闸门连接负极,作阴极,Y极为阳极,则Y极上发生氧化反应,故D错误;
故选:A。
5.A
【详解】A.反应物CO2中含有极性键,反应物H2含有非极性键,则反应过程中有极性键和非极性键的断裂,故A错误;
B.甲醇是液态燃料,燃烧热值高,所以甲醇可作为车用燃料,故B正确;
C.由图可知,五乙烯六胺(PEHA)多聚物是催化剂,但是参加了反应,所以循环过程中催化剂参与中间反应,故C正确;
D.由图可知,总反应为CO2与H2反应生成CH3OH和H2O,因此总反应方程式为,故D正确;
答案选A。
6.D
【详解】A.蛋白质在高温条件下会发生变性,失去活性,故“织物版”五星红旗的主要成分不可能是蛋白质,A错误;
B.黑火药的主要成分为木炭、硫磺和硝酸钾,B错误;
C.84消毒液具有一定的氧化性,而酒精具有还原性,二者混用将减弱杀菌消毒效果,C错误;
D.血液可以看成为胶体,血液透析是利用了胶体的“渗析”这一物理性质,“人工肾”利用血液透析原理救治危重新冠肺炎患者,D正确;
答案选D。
7.D
【详解】A.乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热制备乙酸乙酯,由制备原理可知不需温度计测定反应物温度,A不符题意;
B.银镜反应需要热水浴加热即可,不需温度计测定反应物温度,B不符题意;
C.苯和浓硝酸在浓硫酸作用下加热发生取代反应主要有机产物为硝基苯,不需温度计测定反应物温度,C不符题意;
D.乙醇在浓硫酸作用下、140℃时主要发生分子间脱水生成醚,在浓硫酸作用下、170℃时主要发生分子内脱水生成乙烯,温度不同主要产物不同,因此制备乙烯时需要温度计测定反应物温度,D符题意;
答案选D。
8.D
【详解】A、氯化钡中通入二氧化硫不反应,再通入硫化氢,二氧化硫和硫化氢反应生成硫沉淀,不选A;
B、氯化钡中通入二氧化硫不反应,再通入二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,可以氧化二氧化硫生成硫酸根离子,与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,不选B;
C、氯化钡中通入氨气不反应,再通入二氧化碳可以生成碳酸钡沉淀和氯化铵,不选C;
D、氯化钡中通入二氧化碳和二氧化硫都不反应,不会出现沉淀,选D。
9.A
【详解】A.受热易升华,在冷的圆底烧瓶底又重新凝华成固体,不易分解且熔点较高,留在烧杯底部,装置正确且能达到实验目的,A符合题意;
B.镁离子水解生成氢氧化镁,蒸发结晶不能得到晶体,应使用降温结晶法,B不符合题意;
C.制备氢氧化铁胶体应向沸水中滴加饱和溶液,如用溶液会生成沉淀,C不符合题意;
D.乙醇脱水制乙烯应测反应液的温度,温度计应插入液面以下,D不符合题意;
故选A。
10.D
【详解】A. 根据有机物结构简式可知该有机物的化学式为C12H10O6,A错误;
B. 该有机物含有4种官能团,分别是羧基、酯基、碳碳双键和酚羟基,B错误;
C. 分子中含有苯环,该物质属于芳香化合物,C错误;
D. 分子中含有羧基,该有机物可属于羧酸类,D正确。
答案选D。
11.BD
【详解】A.点①所示溶液为Na HC2O4溶液,溶液呈酸性,说明的电离大于水解,则c() >c(H2C2O4),选项A错误;
B.常温下,点②所示溶液中pH=4.2,,Ka2(H2C2O4)===10-4.2,故c()=c(),选项B正确;
C.点③所示溶液中pH=7,,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c() + 2c()+ c(OH-),则c(Na+)=c() +2 c(),选项C错误;
D.点④所示的溶液的体积20mL,草酸和氢氧化钠恰好完全反应,生成正盐草酸钠,草酸钠水解,所以溶液中,c(Na+)═2c()+2c(H2C2O4)+2c()①,根据电荷守恒得:关系式为:c(Na+)+c(H+)=c() + 2c()+ c(OH-)②,由①-②得:c(Na+) + 2c(H2C2O4) + 2c(H+)=2c(OH-) + 2c(),选项D正确;
答案选BD。
12.BD
【分析】F2与H2在暗处剧烈化合并发生爆炸,生成HF,由此推断R为氟;以氟在元素周期表中位置为突破口,由此可以推断X、T、Z、Q分别是硫、氯、氩、溴。
【详解】A. Z、T、X分别是氩、氯、硫,稀有气体元素性质很稳定,同周期主族元素的非金属性随原子序数增大而递增,则非金属性:氩<硫<氯或Z
C.R、T、Q分别为氟、氯、溴,都是卤素,同主族非金属元素的非金属性随原子序数增大而减弱,则非金属性:氟>氯>溴,非金属性越强,气态氢化物越稳定,则HF>HCl>HBr或R>T>Q,C项错误;
D.T、Q分别是氯、溴,非金属性:氯>溴,非金属性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,则高氯酸(HClO4)的酸性比高溴酸(HBrO4)强或 T>Q,D项正确。
答案选BD。
13.CD
【详解】A.取少量该溶液于试管中,加入足量稀盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,若品红溶液褪色,则该溶液中含有或者,A不合题意;
B.取少量固体溶于蒸馏水,然后滴加少量稀硫酸,再滴入KSCN溶液,若溶液变红,由于反应:3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,故不能说明Fe(NO3)2固体是否变质,B不合题意;
C.将稀硫酸与Na2CO3混合后产生的气体直接通入硅酸钠溶液中,若硅酸钠溶液变浑浊,则硫酸的酸性比碳酸强,碳酸酸性比硅酸的强,根据“强酸制弱酸”的原理可知,该实验操作、现象和结论均正确,C符合题意;
D.向蔗糖中加入几滴蒸馏水,然后再加入浓硫酸,若产生疏松多孔的海绵状炭,说明浓硫酸具有脱水性,放出刺激性气味的气体,发生的方程式为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,则说明浓硫酸强氧化性,D符合题意;
故答案为:CD。
14.BD
【分析】硝酸根在酸性条件下的强氧化性,可将海绵铜(Cu)氧化溶解,过滤除杂后得到含有硫酸铜的滤液,加入亚硫酸钠、氯化钠在溶液中发生反应2Cu2++ +2Cl-+H2O=2CuCl↓+ +2H+,过滤后得到CuCl粗产品,经洗涤、干燥得到纯净的CuCl。
【详解】A.“溶解”过程中表现了酸性,未表现出强氧化性,A错误;
B.“还原”程中发生反应:2Cu2++ +2Cl-+H2O=2CuCl↓+ +2H+,有白色的沉淀生成,B正确;
C.“过滤”用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,漏斗为普通漏斗,不是分液漏斗,C错误;
D.由题中信息可知,CuCl为白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在潮湿的空气中易被氧化,则可采用乙醇洗涤,为避免CuCl发生氧化,可真空干燥,D正确;
答案选BD。
15.AD
【分析】向某浓度H2A溶液中加入NaOH溶液时,由于二者发生反应,所以H2A逐渐减少,-lgc(H2A)会逐渐增大,所以图中呈上升趋势的为-lgc(H2A)与pH变化关系,曲线①;H2A H++HA-,HA- H++A2-,A2-会逐渐增大,-lgc(A2-)会逐渐减小,但是不会等于0,所以呈下降趋势且与横坐标无交点的为-lgc(A2-)与pH变化关系,曲线②;另一条则是与pH的变化图,曲线③。
【详解】A.电离常数的表达式为:,,④,当pH=3.05时,-lgc(A2-)与-lgc(H2A)相等,即c(A2-)=c(H2A)代入④,可得;又由图中③可知,当pH=5.3时,,即c(A2-)=c(HA-),即Ka2=10-5.3,所以,A错误;
B.根据分析,曲线②表示 -lg c(A2-)与pH变化关系,B正确;
C.NaHA溶液,由HA-既存在电离又存在水解,所以c(Na+)>c(HA-),HA- H++A2-,HA-+H2O H2A+OH-,所以c(A2-)与c(H2A)的大小取决于电离和水解的程度,Ka2=10-5.3,即HA-的水解常数,所以HA-的水解程度小于HA-的电离程度,所以c(H2A)
D.b点时,电荷守恒为,此时pH=5.30,即,所以c(A2-)=c(HA-),所以上式变形为:,,因为c(OH-)
16. 甲苯 醛基 C11H15BrO 液溴、铁粉(或FeBr3) 加成反应 n 13
【分析】由A、D分子式及G的结构,可知D中含有苯环,A中存在3个碳原子连在同一个碳原子上的结构,A应为,D为,结合G中存在-C(CH3)3结构,可知B为(CH3)3CBr,根据信息反应中第一步可知C为(CH3)3CMgBr;由G的结构,结合信息反应中第二步中与R1COR2的反应,逆推可知F为,根据E的分子式可知E为;根据信息中第一步以及第二步中与二氧化碳的反应,由G可推知H为,结合J的分子式,可知G脱去1分子水形成J,而J是一种酯,分子中除苯环外,还含有一个五元环,则J为。
【详解】(1) D为,D的名称是甲苯;F为,F中含氧官能团名称是醛基;G为 ,G的分子式是C11H15BrO;D转化成E为取代反应,故试剂a是液溴、铁粉(或FeBr3);
(2) A为,B为(CH3)3CBr,故A生成B的反应为加成反应;
(3)根据分析,J的结构简式为;
(4) H在一定条件下生成高分子化合物K,H生成K的化学方程式为n ;
(5) 根据题中信息可知,最终得到X为,其同分异构体满足:
①能发生银镜反应,说明含有—CHO结构;②能与氯化铁溶液发生显色反应,说明含有酚—OH;若苯环上的取代基为—CH2CHO、—OH,有邻、间、对三种;若苯环上的取代基为—CHO、—CH3、—OH三个基团,有10种;共3+10=13种同分异构体;
(6) 在Fe的催化下,与溴水发生取代反应生成 ,根据已知R—BrRMgBr,将 转化为 ,与乙醛发生反应生成 。
17. SiO2 4FeO+6H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+6H2O 99% 0.25 强酸性 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 阴 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
【分析】某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,加入硫酸铵研磨后,600℃焙烧,已知:(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3,在90°C的热水中浸泡过滤得到浸出液,加入NaF除去钙离子,过滤得到滤液加入萃取剂得到无机相和有机相,无机相通过一系列操作得到硫酸镍,有机相循环使用,据此分析解答。
【详解】某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,加入硫酸铵研磨后,600°C焙烧,已知:(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3,在90°C的热水中浸泡过滤得到浸出液,加入NaF除去钙离子,过滤得到滤液加入萃取剂得到无机相和有机相,无机相通过一系列操作得到硫酸镍,有机相循环使用。
(1)矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,加入硫酸铵加热浸取后的浸渣为不反应和不溶于水的硫酸钙和二氧化硅,“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外,还含有SiO2;
(2)矿渣中部分FeO焙烧时与H2SO4及空气中的氧气反应生成Fe2(SO4)3和水,反应的化学方程式为4FeO+6H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+6H2O;
(3)当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol·L-1时,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)×c2(F-)= c(Ca2+)×(2.0×10-3mol·L-1)2=4.0×10-11,故c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L,则除钙率为99%;
(4)要求Fe2+萃取率最低,Ni2+的萃取率最高,根据图象,最佳取值为0.25;在强酸性介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用;
(5)①电解时正极连接铁电极,为阳极,阳极上失电子在碱性条件下反应生成FeO42-,电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;离子交换膜(b))允许氢氧根离子向Ⅲ移动,为阴离子交换膜;
②向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液,沉淀溶解。次氯酸钠将氢氧化铁氧化生成高铁酸钠,反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。
【点睛】本题考查了物质分离提纯、物质制备、离子方程式书写、溶度积常数计算等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
18.(1)吸热;CH4(g) + H2O(g) =" CO(g)" + 3H2 (g) △H =" +118.1kJ/mol" ;(2)①第二周期第ⅤA族;;② B;(3)AD;(4)①a ;②0.021(MPa)-2或(MPa)-2;(5)10∶13;
【详解】试题分析:(1)据图热化学方程式为:①CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+76.9KJ/mol,②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41.2KJ/mol,据盖斯定律①-②得:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+118.1KJ/mol,故答案为吸热;CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+118.1KJ/mol;
(2)①N元素在周期表中位于第二周期第ⅤA族,NH3的电子式为,故答案为第二周期第ⅤA族;;
②吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,依据化学平衡[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g) [Cu(NH3)3]CH3COO CO(l);△H<0,反应是气体体积减小的放热反应,平衡逆向进行是再生的原理,再生的适宜条件是高温低压;故答案为b;
(3)化学平衡常数只与温度有关,合成NH3的反应为放热反应,如果该反应平衡时,只改变一个条件,再次达到新平衡时,平衡常数K值变大,说明温度降低,平衡向正反应方向移动,逆反应速率先减小再增大,故选AD。
(4)①该反应为放热反应,随着反应的进行,反应放出的热量逐渐增多,达到平衡时不变,a正确;该反应属于气体的物质的量减小的反应,随着反应的进行,容器的体积减小,气体的密度增大,b错误;该反应属于气体的物质的量减小的反应,随着反应的进行,气体的平均相对分子质量增大,c错误;随着反应的进行,氢气的体积分数逐渐减小,d错误。故选a。
②10分钟后反应达到平衡平衡时N2转化率为60%,则反应的N2的物质的量为0.6mol,
N2 + 3H22NH3
开始(mol) 1 3 0
反应 0.6 1.8 1.2
平衡 0.4 1.2 1.2
氮气、氢气、氨气的平衡分压分别为×28MPa=4MPa,12MPa,12MPa,平衡常数Kp==(MPa)-2,故答案为(MPa)-2;
(5)设开始时N2的物质的量为1mol,反应的N2的物质的量为x,
N2 + 3H22NH3
开始(mol) 1 1 0
反应 x 3x 2x
平衡 1-x 1-3x 2x
平衡时、H2的体积分数为30%,有
×100%=30%,解得:x=mol,
容器内的压强与起始压强之比等于物质的量之比==,故答案为;
【考点定位】考查盖斯定律的应用、工业生产条件选择、平衡移动和计算
【名师点晴】应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意:①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时,ΔH的符号也随之改变,但数值不变。④在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。有关化学平衡的计算常常使用三段式解题,要正确理解和灵活运用三段式法在化学平衡计算中的应用。
19. +6 2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g)△H=△H1+2△H2 > p1
(2)①2Mo(s)+3O2(g)═2MoO3(s)△H1,②MoS2(s)+2O2(g)═Mo(s)+2SO2(g)△H2,根据盖斯定律可知,②×2+①得到2MoS2(s)+7O2(g)═2MoO3(s)+4SO2(g);
(3)①升高温度平衡向吸热反应方向移动,增大压强平衡向气体总物质的量减小的方向移动;
②由图(b)可知,B点时H2的体积分数为25%,设起始时氢气的物质的量为1mol,此时氢气的转化率为α,则:
MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO (g)+4H2O(g)+2Na2S(s)
起始物质的量(mol) 1 0 0
变化物质的量(mol) α 0.5α α
平衡物质的量(mol) 1-α 0.50α α
=25%,即可解得α;
③图1中A点氢气和水蒸气的体积分数相等,均为40%,而由反应方程式可知一氧化碳的体积分数为水蒸气的一半,即为20%,说明氢气、一氧化碳和水蒸气的物质的量之比为2:1:2,由此根据表达式求Kp;
(4)电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,并结合MoS2被氧化为MoO42-和SO42-分析解题。
【详解】(1)Mo可被发烟硝酸及氢氟酸氧化生成X和Y(少量),X和Y中Mo价态相同,设Mo在氧化产物中的化合价为x价,则Mo元素从0价升高为x价,而硝酸本身被还原为NO2,氮元素从+5价降为+4价,在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1,根据电子守恒可知:6×(5-4)=1×(x-0),解得:x=+6,即Mo在氧化产物中的化合价为+6;
(2)已知①2Mo(s)+3O2(g)═2MoO3(s)△H1,②MoS2(s)+2O2(g)═Mo(s)+2SO2(g)△H2,由盖斯定律计算②×2+①得:2MoS2(s)+7O2(g)═2MoO3(s)+4SO2(g)△H=△H1+2△H2;
(3)①升高温度平衡向吸热反应方向移动,由图象(a)可知升高温度,氢气的转化率增大,说明平衡正向移动,正方向为吸热反应,即该反应△H>0;增大压强平衡向气体总物质的量减小的方向移动,对MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO (g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知,增大平衡逆向移动,氢气的转化率降低,则由图象(a)可知p1
MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO (g)+4H2O(g)+2Na2S(s)
起始物质的量(mol) 1 0 0
变化物质的量(mol) α 0.5α α
平衡物质的量(mol) 1-α 0.50α α
=25%,解得:α=66.7%,即B点时H2的平衡转化率为66.7%;
③图1中A点氢气和水蒸气的体积分数相等,均为40%,而由反应方程式可知一氧化碳的体积分数为水蒸气的一半,即为20%,说明氢气、一氧化碳和水蒸气的物质的量之比为2:1:2,Kp==4×10-4,;
(4)电氧化法提纯钼的原理:将辉钼矿(MoS2)放入装有食盐水的电解槽中,用惰性电极电解,
①用惰性电极电解时,阳极发生氧化反应,则MoS2被氧化为MoO42-和SO42-,辉钼矿应放入电解槽的阳极区;
②电解池的阴极发生还原反应,则阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
【点睛】应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
20.(1)4s24p2
(2)C
(3) sp、sp2 25︰1
(4)三角锥形
(5) GeO
【分析】X原子有3个能级,且每个能级上的电子数相等,所以只能是1s22s22p2,所以X为C。X、Y、R三元素在周期表中同族,所以Y为Si,R为Ge。根据Z有气态氢化物得到Z为非金属,所以Z只能是P、S、Cl、Ar中的一个,根据不成对电子最多,得到Z为P(其3p上有3个单电子)。
【详解】(1)R为Ge,处于周期表的第4周期ⅣA族,所以价层电子排布式为:4s24p2。
(2)C、Si、Ge从上向下半径增大,第一电离能逐渐减小,所以c为Ge的电离能曲线。
(3)CH2=C=O中第一个C形成一个双键,所以是sp2杂化;第二个C形成两个双键所以是sp杂化。单键一定是σ键,双键一定是一个σ键和一个π键,分子为(CH3CH2O)3P=O,其中的CH3CH2O-基团都是单键,只有P=O一个双键,所以分子中的σ为3×(5+1+1+1)+1=25个(每个CH3CH2O-中有5个C-H,1个C-C,1个C-O,1个O-P;还要计算分子中P=O里的1个σ键)。π键只有1个,所以答案为:25:1。
(4)P的最外层有5个电子,达到8电子稳定结构应该形成3个共价键,所以该化合物为PCl3。根据价层电子对互斥理论,中心原子P的价电子对为3+(5-1×3)/2=4对,其中一对为孤电子对,所以是三角锥结构。
(5)氧原子占据晶胞的8个顶点和6个面心,所以一共有8×1/8+6×1/2=4个,Ge都在晶胞内部,也有4个,所以化学式为GeO。距离最近的原子间距离为dpm,明显指的是最近的O和Ge原子的距离,根据晶体的结构,这个距离是晶胞的体对角线的1/4,所以体对角线长度为4d pm,进而得到晶胞边长为pm。所以晶胞的体积为边长的立方,为pm3=cm3。所以晶胞的质量为g。因为一个晶胞中有4个GeO,所以1个GeO的质量为g;1molGeO的质量为 g,即GeO的分子量为,所以Ge原子量为
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