四川省成都市2023届高三下学期二模理综化学试题
一、单选题
1.(2023·成都模拟)化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是( )
A.用生石灰脱燃煤中的硫,最终硫可转变为CaSO4
B.用作信息高速公路的石英光导纤维是一种新型有机高分子材料
C.净水池中加入活性炭有吸附色素和除异味的作用
D.作反应容器涂层的聚四氟乙烯能抗酸、碱,耐腐蚀
【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质;高分子材料
【解析】【解答】A.煤燃烧过程中硫元素转化为二氧化硫,二氧化硫与生石灰反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙,故A不符合题意;
B.石英光导纤维成分为SiO2,属于传统无机非金属材料,故B符合题意;
C.活性炭具有吸附性,能吸附色素和除异味,故C不符合题意;
D.聚四氟乙烯性质稳定,具有很好的抗酸、碱,耐腐蚀,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙和氧气反应生成硫酸钙;
B、二氧化硅不是含碳化合物,为无机非金属材料;
C、活性炭具有吸附性,可以除去色素和异味;
D、聚四氟乙烯性质温度,不和酸、碱反应。
2.(2023·成都模拟)设NA表示阿伏加德罗常数值,下列叙述一定正确的是( )
A.28g14CO中含有中子数为14NA
B.1mol O2与一定量甲烷反应转移电子数目为4NA
C.1L浓度为0.1 mol L 1Na2CO3溶液中阴离子数目为0.1NA
D.28g C2H4和C3H6混合物中含有共用电子对数目6NA
【答案】D
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.28g 14CO中含有中子数为 ,故A不符合题意;
B.1mol O2与一定量甲烷反应,甲烷若量很少,则转移电子数目小于4NA,故B不符合题意;
C.1L浓度为0.1 mol L 1Na2CO3溶液中碳酸钠物质的量为0.1mol,由于碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根,则阴离子数目大于0.1NA,故C不符合题意;
D.28g C2H4和C3H6混合物,若全部是乙烯,则含有共用电子对数目,若是C3H6,则含有共用电子对数目,共用电子数目相同,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A、结合公式判断;
B、结合氧气化合价变化数目判断;
C、溶液中除了碳酸根,还有氢氧根和碳酸氢根;
D、涉及到混合物质的物质的量计算时,采用极值法判断。
3.(2023·成都模拟)具有美白功效的某化妆品主要成分Z的合成如图:
下列分析错误的是( )
A.1molX最多与4molH2发生加成反应 B.Y中所有原子可能共面
C.X和Y反应生成Z为加成反应 D.Z中苯环上一氯代物有8种
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.X含有苯环和碳碳双键,则1mol X最多与4molH2发生加成反应,故A不符合题意;
B.苯中12个原子共平面,根据氧氢单键可以旋转,因此Y中所有原子可能共面,故B不符合题意;
C.根据X与Y和Z的结构简式及分子式得到X和Y反应生成Z为加成反应,故C不符合题意;
D.Z中苯环上有5种位置的氢,因此其一氯代物有5种,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A、苯环和碳碳双键可以和氢气发生加成反应;
B、共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时,最多两个单键原子共平面;
C、加成反应的特点是断开不饱和键形成单键;
D、一氯代物的判断即判断等效氢的种类。
4.(2023·成都模拟)主族元素X、Y、Z、W分别位于三个短周期,且原子序数依次增大。X、Y可形成化合物A的结构式为:X-Y-Y-X;Y、Z、W可形成具有强氧化性的化合物B,其电子式为。下列说法错误的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.W的最高价氧化物的水化物为强酸
C.B的浓溶液可用pH试纸测其酸碱性
D.化合物A、B都可用作新型冠状病毒的消毒剂
【答案】C
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.电子层数越大半径越大,原子半径Na>O>H,即Z>Y>X,选项A不符合题意;
B.W的最高价氧化物的水化物HClO4为强酸,选项B不符合题意;
C.B的浓溶液即NaClO溶液,具有强氧化性,使pH试纸褪色,不可用pH试纸测其酸碱性,选项C符合题意;
D.化合物A、B分别为双氧水和次氯酸钠,都具有强氧化性,都可用作新型冠状病毒的消毒剂,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、同一周期,从左到右半径减小,同一主族,从上到下半径增大;
B、最高价氧化物对应水化物的酸性,即比较非金属性;
C、次氯酸钠具有漂白性,不能用pH试纸测定;
D、双氧水和次氯酸钠都具有强氧化性,可以用于杀菌消毒。
5.(2023·成都模拟)由下列实验和现象推出的结论错误的是( )
选项 实验和现象 结论
A 向X溶液中滴入稀HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀 溶液中一定含Cl-”或或两者均有
B 向油脂中加烧碱溶液,加热一段时间,将混合液倒入盛水烧杯中,水面上无油滴与油膜 油脂完全皂化
C 向含KIO3的食盐溶液中滴加淀粉和KI溶液,滴入稀硫酸,溶液变蓝 氧化性:酸性条件下>I2
D 向5mL0.1 mol L 1KI溶液中加入0.1 mol L 1FeCl3溶液1mL,振荡,取反应后的溶液滴入3滴KSCN溶液,溶液变红色 Fe3+和I-反应为可逆反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.硝酸可能氧化亚硫酸根离子生成硫酸根,硫酸根与银离子结合生成沉淀,由实验现象可知,溶液中可能含有亚硫酸根离子,故A符合题意;
B.油脂含有酯基,加热时与氢氧化钠溶液发生水解反应,生成高级脂肪酸钠和甘油均溶于水,则水面上无有油滴与油膜,则B不符合题意;
C.酸性溶液中碘酸钾和碘化钾反应生成单质碘,溶液变蓝,则氧化性:酸性条件下>I2,故C不符合题意;
D.根据题中分析氯化铁量不足,反应后滴加KSCN溶液,可知溶液含铁离子,则铁离子不能完全转化,证明反应为可逆反应,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A、氯离子的鉴别采用稀硝酸和硝酸银,硫酸根的鉴别先滴加稀盐酸,再滴加氯化钡溶液;
B、油脂和水会发生分层;
C、溶液变蓝,即含有碘的单质,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性判断;
D、铁离子少量时,反应后仍然有铁离子剩余,即反应为可逆反应。
6.(2023·成都模拟)某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫,同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理,其原理如图。
下列有关说法错误的是( )
A.Mg电极为负极,Pt1为阳极
B.乙池中NO在Pt1,电极发生还原反应
C.碳纳米管析出硫的电极反应为:SO2+4e-=S+2O2-
D.Pt2电极可能产生H2,周围pH增大
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图可知,甲池为原电池,镁为负极,碳纳米管为正极,则乙池为电解池,Pt1 为阳极,故A不符合题意;
B.乙池为电解池,Pt2 为阴极,硝酸根离子得电子生成氮气和水,发生还原反应,故B符合题意;
C.由分析可知,碳纳米管为正极,其电极反应式为:SO2+4e-=S+2O2-,故C不符合题意;
D.Pt2为阴极,硝酸根离子得电子生成氮气和水,后水中的氢离子得电子生成氢气,剩余氢氧根离子,周围pH增大,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电解池的题目要注意几个问题:
1、连接外接电源正极的为阳极,若阳极为活性电极则阳极失去电子,若阳极为惰性电极,则溶液中的阴离子在阳极失去电子,阳极发生氧化反应;连接外接电源负极的为阴极,溶液中的阳离子在阴极得到电子,阴极发生还原反应;
2、溶液中的离子放电顺序:
阳离子:Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(酸) > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ >Zn2+ > H+(水);
阴离子:S2– >I-> Br- > Cl- > OH-> (NO3-、SO42– 等)含氧酸根 > F-;
3、电极反应式的书写要结合原子守恒以及溶液形成判断,酸性条件不出现氢氧根,碱性条件下不出现氢离子;
原电池的角度进行分析:
活泼金属作为负极,负极质量减少,正极质量增加或者生产气体,电子由负极经过导线流向正极,电流由正极经过导线流向负极,阳离子移向正极,阳离子得到电子形成单质,阴离子移向负极,负极失去电子形成阳离子。
7.(2023·成都模拟)向某Na2A、NaHA的混合液中加入CaCl2固体(忽略溶液体积、温度的变化),测出溶液中离子浓度变化如图所示。已知:Ksp(CaA)=2×10 9,H2A为二元弱酸,Ca(HA)2易溶于水且溶液呈碱性。下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z三点对应溶液pH大小顺序为:X<Y<Z
B.X点溶液中可能存在:c(OH-)=c(H+)
C.Y点溶液中c(HA-)=2×10 2 mol L 1
D.向Z点溶液中通入HCl气体,可以使Z点溶液向Y点溶液转化
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.H2A为二元弱酸,,则,,可知越小,氢离子浓度越小,其pH值越大,因此溶液X、Y、Z三点对应溶液pH大小顺序为: Z<Y<X,故A不符合题意;
B.Ca(HA)2易溶于水且溶液呈碱性,则说明HA-电离程度小于水解程度,Y点,说明c(HA-)=c(A2 ),X点,则c(HA-)<c(A2 ),溶液显碱性即c(H+)<c(OH-),故B不符合题意;
C.Y点溶液c(Ca2+)=1×10 7mol L 1,根据Ksp(CaA)=2×10 9,则c(A2 )=2×10 2 mol L 1,由于,c(HA-)=c(A2 )=2×10 2 mol L 1,故C符合题意;
D.向Z点溶液中通入HCl气体,A2 与H+反应,c(A2 )减小,减小,则增大,因此可以使Z点溶液向右后方点溶液转化,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、pH的比较即比较氢离子的浓度,氢离子浓度越大,则pH越小;
B、结合电离程度和水解程度的大小判断;
C、结合溶度积和钙离子浓度计算;
D、引入氯化氢,即增大氢离子的浓度,使c(A2 )减小。
二、非选择题
8.(2023·成都模拟)某化学小组制取无水三氯化铁并研究其与铜的反应,设计如图实验。
(1)I.制备无水三氯化铁实验装置如图。(已知无水三氯化铁易潮解,易升华)
试剂X可以是 ;若缺少C装置其后果是 (写一条)。
(2)整个装置充满黄绿色气体后,才开始加热D装置的目的是 。
(3)若实验过程中FeCl3沉积在D和E的导管之间,导致导管内径变小,除去沉积FeCl3的简易操作是 。
(4)II.探究三氯化铁与铜反应的实验如图:
(已知CuCl、CuSCN是难溶于水的白色固体)
请从平衡角度说明红色褪去的可能原因 。
(5)为了进一步研究白色沉淀进行如图实验。
①如图蓝色溶液中可能含有的盐有Cu(NO3)2、 。
②实验中CuSCN与过量稀HNO3反应生成白色沉淀B的阴离子,同时生成N2、NO和CO2气体。CuSCN与HNO3反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 (已知SCN-中C为+4价)。
【答案】(1)KMnO4;D装置中的铁粉与水蒸气反应或无水三氯化铁潮解
(2)防止D装置中的铁粉与空气中的氧气和水蒸气反应
(3)加热D与E之间的导管
(4)由于存在反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入铜粉,Cu与Fe3+反应消耗Fe3+,也可能生成CuSCN消耗SCN-,使上述平衡逆向移动,Fe(SCN)3浓度减小,致红色褪去
(5)CuCl2、CuSO4;1:4
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】(1)A为不加热装置制取氯气,则X可以为KMnO4;已知无水三氯化铁易潮解,若缺少C装置,则铁和水蒸气在高温下和铁反应生成四氧化三铁,且会导致生成的无水三氯化铁潮解;
(2)整个装置充满黄绿色气体后,才开始加热D装置的目的是防止D装置中的铁粉与空气中的氧气和水蒸气反应,干扰实验;
(3)已知无水三氯化铁易升华,故加热D与E之间的导管,可以除去沉积的FeCl3;
(4)红色的原因是存在反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,生成的Fe(SCN)3为红色,加入铜粉,Cu与Fe3+反应消耗Fe3+,也可能生成CuSCN消耗SCN-,使上述平衡逆向移动,Fe(SCN)3浓度减小,致红色褪去;
(5)①已知CuCl、CuSCN是难溶于水的白色固体,加入的稀硝酸具有强氧化性,可能把硫元素氧化为硫酸根离子,铜离子的溶液显蓝色,故实验中蓝色溶液中可能含有的盐为Cu(NO3)2、CuCl2、CuSO4。
②实验中CuSCN与过量稀HNO3反应生成白色沉淀B的阴离子,B的阴离子为硫酸根离子,同时生成N2、NO和CO2气体;CuSCN与HNO3反应,CuSCN中铜元素化合价由+1变为+2、硫元素由-2变为+6、氮元素由-3变为0,硝酸中氮元素化合价由+5变为-2,则根据电子守恒可知,CuSCN~12e-~4HNO3,故还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:4。
【分析】(1)浓盐酸可以和高锰酸钾反应制取氯气,反应不需要加热;
(2)铁粉会和氧气、水蒸气反应,需要利用氯气排除空气中的氧气和水蒸气;
(3)根据条件可以知道无水氯化铁易升华,可以采用加热法使氯化铁升华;
(4)减少反应物的浓度,使平衡朝逆向移动;
(5) ① 蓝色溶液即含有铜离子,根据阴离子的判断,可以知道可能含有硝酸铜、氯化铜和硫酸铜;
② 结合化合价变化判断化学计量数,根据化学计量数之比等于物质的量之比计算。
9.(2023·成都模拟)硫酸镁可用于印染、造纸、医药工业。利用某水泥厂的废料(含50%MgO,还有少量CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质),制取MgSO4 7H2O的流程如图:
回答下列问题
(1)“酸浸”时,pH控制为1,若提高浸取速率,可采取的措施是 (任写一条)。
(2)“氧化”时,NaClO与Mn2+按物质的量1:1反应生成MnO2,其离子方程式为 ;调节pH时可加入试剂X为 (任写一种)。
(3)滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物 。
(4)“除钙”时,控温在60℃时除去MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4。
①参照表格,简要说明除钙的操作方法 。
②60℃下CaSO4的Ksp= 。(饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g L 1)
部分物质的溶解度(g/100gH2O)如表:
温度/℃ 物质 20 40 60 80
MgSO4 28.6 30.9 36 40.8
CaSO4 0.272 0.23 0.204 0.184
(5)为了提高原料中镁的利用率,操作a后滤液的处理方法是 。
【答案】(1)适当升温(或粉碎或搅拌)
(2)ClO-+Mn2++H2O=Cl-+MnO2↓+2H+;MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等)
(3)MnO2、SiO2
(4)将滤液保持60℃左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤;2.25×10 4
(5)将操作a后的母液循环利用
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)“酸浸”时,pH控制为1,若提高浸取速率,可以从温度、接触面积来采取的措施,具体为适当升温(或粉碎或搅拌);故答案为:适当升温(或粉碎或搅拌)。
(2)“氧化”时,NaClO与Mn2+按物质的量1:1反应生成MnO2、Cl-和水,其离子方程式为ClO-+Mn2++H2O=Cl-+MnO2↓+2H+;调节pH时加入要保留的离子对应的难溶物,通过消耗铁离子水解的氢离子来促进铁离子水解,因此可加入试剂X为MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等);故答案为:ClO-+Mn2++H2O=Cl-+MnO2↓+2H+;MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等)。
(3)二氧化硅不与硫酸反应,在氧化时得到二氧化锰,因此滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物MnO2、SiO2;故答案为:MnO2、SiO2。
(4)①根据表格数据,60℃时MgSO4溶解度较大,而CaSO4溶解度较小,在此时趁热过滤,其除钙的操作方法将滤液保持60℃左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤;故答案为:将滤液保持60℃左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤。
②60℃下饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g L 1,60℃时CaSO4溶解度为0.204,则1L溶液为1000g,溶解CaSO4的质量为2.04g,其溶液中,则CaSO4的;故答案为:2.25×10 4。
(5)操作a是从溶液中经过一系列过程得到晶体,过滤时溶液中海油硫酸镁,为了提高原料中镁的利用率,操作a后滤液的处理方法是将操作a后的母液循环利用;故答案为:将操作a后的母液循环利用。
【分析】(1)提高浸取速率可以通过升高温度或者粉碎固体增大固体的接触面积;
(2)次氯酸根离子、锰离子和水反应生成氯离子、二氧化锰和氢离子;调节pH的目的是是铁离子和铝离子沉淀,而不影响镁离子,因此可以通过加入氧化镁、碳酸镁或者氢氧化镁;
(3)二氧化硅不溶于酸,锰离子可以被次氯酸钠氧化为二氧化锰,因此滤渣含有氢氧化铝、氢氧化铁、二氧化锰和二氧化硅;
(4) ① 趁热过滤的目的是使硫酸钙形成沉淀,而不影响硫酸镁的溶解;
② 溶度积的计算要结合钙离子和硫酸根离子的浓度判断;
(5)操作a分离后,母液中含有稀硫酸和次氯酸钠,可以循环利用。
10.(2023·成都模拟)汽车尾气的氮氧化物是大气污染物的主要来源,研究汽车尾气处理是环境保护的重要课题。试回答下列问题:
(1)有关汽车尾气的生成
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.50kJ mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-144.14kJ mol-1
③2N2O(g) 2N2(g)+O2(g) ΔH3=-244.10kJ mol-1
则3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) ΔH= 。
(2)用CO消除汽车尾气
在催化剂a作用下将尾气转化为无污染的气体而除去。向密闭容器中充入10molCO(g)和8molNO(g)发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH,测得平衡时NO体积分数与温度、压强的关系如图。
①已知T2>T1,则反应ΔH 0(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施 (填字母序号)。
a.改用高效催化剂
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度
c.移去CO2
d.升高温度
e.缩小反应容器的体积
③在温度为T1、容器体积为4L的条件下,反应进行到10min时恰好在D点达到平衡。则从反应开始到平衡时,NO平均反应速率v(NO)= ;若其他条件不变,升高温度,用分压表示的平衡常数Kp (填“变大”、“变小”或“不变”)。
④在X点,对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到平衡状态可能为图中 点(填A~F)。
(3)用NH3消除汽车尾气
新型催化剂b在含有少量O2条件下,能催化NH3,和NOx,反应生成N2,且高温下活性很强。在盛有催化剂b的管式反应容器[如图(一)]中按一定比例匀速通入NH3、NOx、O2发生反应。NOx的除去率随反应温度变化曲线如图(二)所示。
①在50℃之前,NOx的除去率随温度升高而缓慢上升的原因是 。
②当温度高于300℃时,NOx除去率迅速下降的原因是 。
【答案】(1)-130.52kJ mol-1
(2)<;be;0.1mol L-1 min-1;变小;A
(3)催化剂的活性较小,温度升高速率增加缓慢;O2与NH3反应生成NOx
【知识点】含氮物质的综合应用
【解析】【解答】(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.50kJ mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-144.14kJ mol-1
③2N2O(g) 2N2(g)+O2(g) ΔH3=-244.10kJ mol-1
根据盖斯定律,由②-①-③得反应3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) ΔH=-144.14kJ mol-1-180.50kJ mol-1+244.10kJ mol-1=-130.52kJ mol-1;
(2)①根据图中信息可知,以过X点的等压线,已知T2>T1,温度越高,NO的体积分数越大,故说明平衡逆向移动,逆方向为吸热反应,正方向为放热反应,则反应ΔH<0;
②a.改用高效催化剂,化学反应速率增大,但催化剂不能使平衡移动,NO的转化率不变,选项a不符合;
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度,相当于增大压强,化学反应速率增大,平衡向气体体积缩小的正反应方向移动,NO的转化率增大,选项b符合;
c.移去CO2,生成物的浓度减小,反应速率减小,平衡正向移动,NO的转化率增大,选项c不符合;
d.升高温度,化学反应速率增大,但正反应为放热反应,平衡逆向移动,NO的转化率减小,选项d不符合;
e.缩小反应容器的体积,相当于增大压强,化学反应速率增大,平衡向气体体积缩小的正反应方向移动,NO的转化率增大,选项e符合;
故答案为:be;
③向密闭容器中充入10molCO(g)和8molNO(g)发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),设NO转化率为x,根据三段式有:
平衡时NO的体积分数为25%,则有,解得x=50%,则NO平均反应速率v(NO)=0.1mol L-1 min-1;
若其他条件不变,升高温度,平衡逆向移动,生成物的平衡分压减小,反应物的平衡分压增大,用分压表示的平衡常数Kp变小;
④由图可知,结合反应可知,升温会使反应逆向移动,导致NO的体积分数会增加,减压也会使反应逆向移动,导致NO的体积分数增加;所以升温和减压后,NO的体积分数必然增加,达到平衡状态时,NO的体积分数一定比X点对应的体积分数大,符合条件的只有A点,故答案为:A;
(3)①已知新型催化剂b在高温下活性很强,随温度的升高,催化剂b活性增强,但由于温度仍然较低,活性提高程度不大,反应速率加快但不明显,故50℃之前NOx的除去率缓慢增大;
②已知新型催化剂b在高温下活性很强,当温度高于300 ℃时NOx的除去率迅速下降与催化剂活性无关,所通气体为NOx、NH3和O2的混合物,当温度高于300℃时,NH3与O2可能发生副反应:4NH3+5O24NO+6H2O,氨的浓度减小,导致NOx除去率迅速下降,故答案为:O2与NH3反应生成NOx。
【分析】(1)盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减;
(2) ① 升高温度,平衡朝吸热方向移动;
② 提高一氧化氮转化率的方法可以增大一氧化碳的浓度,或者按照投料比增大反应物的浓度,也可以是通过压缩体积使平衡朝气体系数缩小的方向移动,增大化学反应速率的方法:升高温度,增大反应物的浓度,加入催化剂,增大接触面积,气体的反应压缩体积;
③ 化学反应速率为浓度变化量和时间的比值;
④ 升高温度,平衡朝吸热方向移动,减小压强,平衡朝气体系数增大的方向移动;
(3) ① 结合题干可以知道催化剂高温下活性强,即温度较低时活性较弱,催化效率不高;
② 氧气和氨气反应生成氮氧化物,使氮氧化物的去除率降低。
11.(2023·成都模拟)硒是人体需要的重要微量元素之一,参与体内多种代谢。试回答下列问题:
(1)硒元素的基态原子核外电子排布中成对电子与成单电子的个数比为 ;在同一周期中比它的第一电离能大的元素有 种。
(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。H2SeO4分子中心原子的轨道杂化方式为 ;固体H2SeO4,存在作用力除范德华力共价键外还有 ;从分子结构的角度解释H2SeO4比H3AsO4酸性强的原因是 。
(3)固态SeO2(如图)是以锥体形的角氧相连接的聚合结构,每一个锥体带一个端氧原子。
①同为分子晶体,SeO2,熔点为350℃而SO2的熔点为-75.5℃,原因是 。
②图中Se-O键较短的是 (填“a”或”b”)。
(4)在一定条件下MgSe晶体结构为NaCl型(如图),Se2-为面心立方最密堆积方式,经测定MgSe的晶胞参数为anm,则Se2-的半径r(Se2-)为 nm(写出表达式);CaSe晶体结构也为NaCl型,其晶胞参数比MgSe大,且r(Ca2+)=bnm,则CaSe晶体的密度为 g cm-3(写出表达式)。
【答案】(1)16:1;3
(2)sp3;氢键;H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,酸性较强
(3)固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高;b
(4)a;
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)硒元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,成对电子与成单电子的个数比为16:1;同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但是As元素最外层处于半满,第一电离能大于Se,所以在同一周期中比它的第一电离能大的元素有3种;故答案为:16:1;3。
(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。对于H2SeO4中心原子Se,由于H2SO4中S的杂化方式为sp3,因此H2SeO4中Se的杂化方式也应为sp3;固体H2SeO4,存在作用力除范德华力共价键外还有氢键;由于H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,所以H2SeO4酸性较强;故答案为:sp3;氢键;H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,酸性较强。
(3)①由题可知,固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高同为分子晶体,所以SeO2熔点为350℃而SO2的熔点为-75.5℃;故答案为:固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高。
②依据共价键饱和性可知,a为Se O,b为Se=O,b中含有π键,电子云重叠程度大,使得键长短;故答案为:b。
(4)4r(Se2-)=晶胞面对角线长度=nm;所以r=a nm;由图3所示晶胞可知,一个晶胞中含有Se2-个数为4;CaSe晶体结构也为NaCl型,其晶胞参数比MgSe大,且r(Ca2+)=bnm,所以CaSe晶体的晶胞参数为cm;且一个晶胞中含有四个分子,所以CaSe晶体的密度为 g cm-3;故答案为:a;。
【分析】(1)结合硒元素的电子排布式,可以知道成单电子只有4p能级中1个电子;
(2)杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;
(3) ① 分子晶体中,相对分子质量越大,则熔点越高;
② π键的电子云重叠程度大,使得键长短;
(4)密度的计算要结合体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数判断。
12.(2023·成都模拟)某有机药物中间体J的合成路线(部分反应条件略去)如图:
已知:ROH+CH3COOH
试回答下列问题:
(1)B的化学名称为 ;反应①的试剂和条件为 。
(2)反应③可以看作发生了两步反应,首先C与丙酮发生 反应(填反应类型),再发生消去反应得到D。
(3)F的结构简式为 ;G的含氧官能团的名称是 。
(4)反应⑦的化学方程式为 。
(5)G的同分异构体中,能发生水解反应且分子中含有苯环的有 种,其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为 。
【答案】(1)苯甲醇;NaOH溶液,加热
(2)加成
(3);酚)羟基、羰基
(4)+
(5)6;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;取代反应;加成反应;结构简式
【解析】【解答】(1)B的结构简式为,名称为苯甲醇;A到B为卤代烃的水解反应,故反应条件为NaOH水溶液加热;
(2)比较反应物C和丙酮与生成物可知生成物中有碳碳双键,故可知C与丙酮先发生加成反应,然后醇羟基发生消去反应生成碳碳双键;
(3)根据信息ROH+CH3COOH可知反应④生成物F为 ,G()分子中含有(酚)羟基、羰基;
(4)反应⑦的反应方程式为+;
(5)G的同分异构体中含有苯环且能发生水解,说明分子中含有酯基,若含有两个取代基为HCOO-和-CH3,有邻、间、对三种;若只含有一个取代基为CH3COO-、HCOOCH2-、-COOCH3三种,共六种;核磁共振氢谱有5组吸收峰说明分子中含有五种不同位置的H原子,其结构简式为;
【分析】(1)结合C的结构简式,可以知道B为苯甲醇;卤族原子形成羟基的条件是氢氧化钠溶液加热;
(2)苯甲醛中先断开碳氧双键形成碳氧单键,和丙酮发生加成反应,再发生消去反应;
(3)结合已知反应,可以知道羟基中的氢原子会被碳基取代形成酯基;G中含有酚羟基和碳基;
(4)反应为加成反应,碳碳双键断开形成单键,一侧连接氢原子,一侧连接苯环;
(5)同分异构体要结合碳链异构、位置异构和官能团异构判断。
四川省成都市2023届高三下学期二模理综化学试题
一、单选题
1.(2023·成都模拟)化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是( )
A.用生石灰脱燃煤中的硫,最终硫可转变为CaSO4
B.用作信息高速公路的石英光导纤维是一种新型有机高分子材料
C.净水池中加入活性炭有吸附色素和除异味的作用
D.作反应容器涂层的聚四氟乙烯能抗酸、碱,耐腐蚀
2.(2023·成都模拟)设NA表示阿伏加德罗常数值,下列叙述一定正确的是( )
A.28g14CO中含有中子数为14NA
B.1mol O2与一定量甲烷反应转移电子数目为4NA
C.1L浓度为0.1 mol L 1Na2CO3溶液中阴离子数目为0.1NA
D.28g C2H4和C3H6混合物中含有共用电子对数目6NA
3.(2023·成都模拟)具有美白功效的某化妆品主要成分Z的合成如图:
下列分析错误的是( )
A.1molX最多与4molH2发生加成反应 B.Y中所有原子可能共面
C.X和Y反应生成Z为加成反应 D.Z中苯环上一氯代物有8种
4.(2023·成都模拟)主族元素X、Y、Z、W分别位于三个短周期,且原子序数依次增大。X、Y可形成化合物A的结构式为:X-Y-Y-X;Y、Z、W可形成具有强氧化性的化合物B,其电子式为。下列说法错误的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.W的最高价氧化物的水化物为强酸
C.B的浓溶液可用pH试纸测其酸碱性
D.化合物A、B都可用作新型冠状病毒的消毒剂
5.(2023·成都模拟)由下列实验和现象推出的结论错误的是( )
选项 实验和现象 结论
A 向X溶液中滴入稀HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀 溶液中一定含Cl-”或或两者均有
B 向油脂中加烧碱溶液,加热一段时间,将混合液倒入盛水烧杯中,水面上无油滴与油膜 油脂完全皂化
C 向含KIO3的食盐溶液中滴加淀粉和KI溶液,滴入稀硫酸,溶液变蓝 氧化性:酸性条件下>I2
D 向5mL0.1 mol L 1KI溶液中加入0.1 mol L 1FeCl3溶液1mL,振荡,取反应后的溶液滴入3滴KSCN溶液,溶液变红色 Fe3+和I-反应为可逆反应
A.A B.B C.C D.D
6.(2023·成都模拟)某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫,同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理,其原理如图。
下列有关说法错误的是( )
A.Mg电极为负极,Pt1为阳极
B.乙池中NO在Pt1,电极发生还原反应
C.碳纳米管析出硫的电极反应为:SO2+4e-=S+2O2-
D.Pt2电极可能产生H2,周围pH增大
7.(2023·成都模拟)向某Na2A、NaHA的混合液中加入CaCl2固体(忽略溶液体积、温度的变化),测出溶液中离子浓度变化如图所示。已知:Ksp(CaA)=2×10 9,H2A为二元弱酸,Ca(HA)2易溶于水且溶液呈碱性。下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z三点对应溶液pH大小顺序为:X<Y<Z
B.X点溶液中可能存在:c(OH-)=c(H+)
C.Y点溶液中c(HA-)=2×10 2 mol L 1
D.向Z点溶液中通入HCl气体,可以使Z点溶液向Y点溶液转化
二、非选择题
8.(2023·成都模拟)某化学小组制取无水三氯化铁并研究其与铜的反应,设计如图实验。
(1)I.制备无水三氯化铁实验装置如图。(已知无水三氯化铁易潮解,易升华)
试剂X可以是 ;若缺少C装置其后果是 (写一条)。
(2)整个装置充满黄绿色气体后,才开始加热D装置的目的是 。
(3)若实验过程中FeCl3沉积在D和E的导管之间,导致导管内径变小,除去沉积FeCl3的简易操作是 。
(4)II.探究三氯化铁与铜反应的实验如图:
(已知CuCl、CuSCN是难溶于水的白色固体)
请从平衡角度说明红色褪去的可能原因 。
(5)为了进一步研究白色沉淀进行如图实验。
①如图蓝色溶液中可能含有的盐有Cu(NO3)2、 。
②实验中CuSCN与过量稀HNO3反应生成白色沉淀B的阴离子,同时生成N2、NO和CO2气体。CuSCN与HNO3反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 (已知SCN-中C为+4价)。
9.(2023·成都模拟)硫酸镁可用于印染、造纸、医药工业。利用某水泥厂的废料(含50%MgO,还有少量CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质),制取MgSO4 7H2O的流程如图:
回答下列问题
(1)“酸浸”时,pH控制为1,若提高浸取速率,可采取的措施是 (任写一条)。
(2)“氧化”时,NaClO与Mn2+按物质的量1:1反应生成MnO2,其离子方程式为 ;调节pH时可加入试剂X为 (任写一种)。
(3)滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物 。
(4)“除钙”时,控温在60℃时除去MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4。
①参照表格,简要说明除钙的操作方法 。
②60℃下CaSO4的Ksp= 。(饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g L 1)
部分物质的溶解度(g/100gH2O)如表:
温度/℃ 物质 20 40 60 80
MgSO4 28.6 30.9 36 40.8
CaSO4 0.272 0.23 0.204 0.184
(5)为了提高原料中镁的利用率,操作a后滤液的处理方法是 。
10.(2023·成都模拟)汽车尾气的氮氧化物是大气污染物的主要来源,研究汽车尾气处理是环境保护的重要课题。试回答下列问题:
(1)有关汽车尾气的生成
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.50kJ mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-144.14kJ mol-1
③2N2O(g) 2N2(g)+O2(g) ΔH3=-244.10kJ mol-1
则3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) ΔH= 。
(2)用CO消除汽车尾气
在催化剂a作用下将尾气转化为无污染的气体而除去。向密闭容器中充入10molCO(g)和8molNO(g)发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH,测得平衡时NO体积分数与温度、压强的关系如图。
①已知T2>T1,则反应ΔH 0(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施 (填字母序号)。
a.改用高效催化剂
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度
c.移去CO2
d.升高温度
e.缩小反应容器的体积
③在温度为T1、容器体积为4L的条件下,反应进行到10min时恰好在D点达到平衡。则从反应开始到平衡时,NO平均反应速率v(NO)= ;若其他条件不变,升高温度,用分压表示的平衡常数Kp (填“变大”、“变小”或“不变”)。
④在X点,对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到平衡状态可能为图中 点(填A~F)。
(3)用NH3消除汽车尾气
新型催化剂b在含有少量O2条件下,能催化NH3,和NOx,反应生成N2,且高温下活性很强。在盛有催化剂b的管式反应容器[如图(一)]中按一定比例匀速通入NH3、NOx、O2发生反应。NOx的除去率随反应温度变化曲线如图(二)所示。
①在50℃之前,NOx的除去率随温度升高而缓慢上升的原因是 。
②当温度高于300℃时,NOx除去率迅速下降的原因是 。
11.(2023·成都模拟)硒是人体需要的重要微量元素之一,参与体内多种代谢。试回答下列问题:
(1)硒元素的基态原子核外电子排布中成对电子与成单电子的个数比为 ;在同一周期中比它的第一电离能大的元素有 种。
(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。H2SeO4分子中心原子的轨道杂化方式为 ;固体H2SeO4,存在作用力除范德华力共价键外还有 ;从分子结构的角度解释H2SeO4比H3AsO4酸性强的原因是 。
(3)固态SeO2(如图)是以锥体形的角氧相连接的聚合结构,每一个锥体带一个端氧原子。
①同为分子晶体,SeO2,熔点为350℃而SO2的熔点为-75.5℃,原因是 。
②图中Se-O键较短的是 (填“a”或”b”)。
(4)在一定条件下MgSe晶体结构为NaCl型(如图),Se2-为面心立方最密堆积方式,经测定MgSe的晶胞参数为anm,则Se2-的半径r(Se2-)为 nm(写出表达式);CaSe晶体结构也为NaCl型,其晶胞参数比MgSe大,且r(Ca2+)=bnm,则CaSe晶体的密度为 g cm-3(写出表达式)。
12.(2023·成都模拟)某有机药物中间体J的合成路线(部分反应条件略去)如图:
已知:ROH+CH3COOH
试回答下列问题:
(1)B的化学名称为 ;反应①的试剂和条件为 。
(2)反应③可以看作发生了两步反应,首先C与丙酮发生 反应(填反应类型),再发生消去反应得到D。
(3)F的结构简式为 ;G的含氧官能团的名称是 。
(4)反应⑦的化学方程式为 。
(5)G的同分异构体中,能发生水解反应且分子中含有苯环的有 种,其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质;高分子材料
【解析】【解答】A.煤燃烧过程中硫元素转化为二氧化硫,二氧化硫与生石灰反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙,故A不符合题意;
B.石英光导纤维成分为SiO2,属于传统无机非金属材料,故B符合题意;
C.活性炭具有吸附性,能吸附色素和除异味,故C不符合题意;
D.聚四氟乙烯性质稳定,具有很好的抗酸、碱,耐腐蚀,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙和氧气反应生成硫酸钙;
B、二氧化硅不是含碳化合物,为无机非金属材料;
C、活性炭具有吸附性,可以除去色素和异味;
D、聚四氟乙烯性质温度,不和酸、碱反应。
2.【答案】D
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.28g 14CO中含有中子数为 ,故A不符合题意;
B.1mol O2与一定量甲烷反应,甲烷若量很少,则转移电子数目小于4NA,故B不符合题意;
C.1L浓度为0.1 mol L 1Na2CO3溶液中碳酸钠物质的量为0.1mol,由于碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根,则阴离子数目大于0.1NA,故C不符合题意;
D.28g C2H4和C3H6混合物,若全部是乙烯,则含有共用电子对数目,若是C3H6,则含有共用电子对数目,共用电子数目相同,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A、结合公式判断;
B、结合氧气化合价变化数目判断;
C、溶液中除了碳酸根,还有氢氧根和碳酸氢根;
D、涉及到混合物质的物质的量计算时,采用极值法判断。
3.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.X含有苯环和碳碳双键,则1mol X最多与4molH2发生加成反应,故A不符合题意;
B.苯中12个原子共平面,根据氧氢单键可以旋转,因此Y中所有原子可能共面,故B不符合题意;
C.根据X与Y和Z的结构简式及分子式得到X和Y反应生成Z为加成反应,故C不符合题意;
D.Z中苯环上有5种位置的氢,因此其一氯代物有5种,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A、苯环和碳碳双键可以和氢气发生加成反应;
B、共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时,最多两个单键原子共平面;
C、加成反应的特点是断开不饱和键形成单键;
D、一氯代物的判断即判断等效氢的种类。
4.【答案】C
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.电子层数越大半径越大,原子半径Na>O>H,即Z>Y>X,选项A不符合题意;
B.W的最高价氧化物的水化物HClO4为强酸,选项B不符合题意;
C.B的浓溶液即NaClO溶液,具有强氧化性,使pH试纸褪色,不可用pH试纸测其酸碱性,选项C符合题意;
D.化合物A、B分别为双氧水和次氯酸钠,都具有强氧化性,都可用作新型冠状病毒的消毒剂,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、同一周期,从左到右半径减小,同一主族,从上到下半径增大;
B、最高价氧化物对应水化物的酸性,即比较非金属性;
C、次氯酸钠具有漂白性,不能用pH试纸测定;
D、双氧水和次氯酸钠都具有强氧化性,可以用于杀菌消毒。
5.【答案】A
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.硝酸可能氧化亚硫酸根离子生成硫酸根,硫酸根与银离子结合生成沉淀,由实验现象可知,溶液中可能含有亚硫酸根离子,故A符合题意;
B.油脂含有酯基,加热时与氢氧化钠溶液发生水解反应,生成高级脂肪酸钠和甘油均溶于水,则水面上无有油滴与油膜,则B不符合题意;
C.酸性溶液中碘酸钾和碘化钾反应生成单质碘,溶液变蓝,则氧化性:酸性条件下>I2,故C不符合题意;
D.根据题中分析氯化铁量不足,反应后滴加KSCN溶液,可知溶液含铁离子,则铁离子不能完全转化,证明反应为可逆反应,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A、氯离子的鉴别采用稀硝酸和硝酸银,硫酸根的鉴别先滴加稀盐酸,再滴加氯化钡溶液;
B、油脂和水会发生分层;
C、溶液变蓝,即含有碘的单质,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性判断;
D、铁离子少量时,反应后仍然有铁离子剩余,即反应为可逆反应。
6.【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图可知,甲池为原电池,镁为负极,碳纳米管为正极,则乙池为电解池,Pt1 为阳极,故A不符合题意;
B.乙池为电解池,Pt2 为阴极,硝酸根离子得电子生成氮气和水,发生还原反应,故B符合题意;
C.由分析可知,碳纳米管为正极,其电极反应式为:SO2+4e-=S+2O2-,故C不符合题意;
D.Pt2为阴极,硝酸根离子得电子生成氮气和水,后水中的氢离子得电子生成氢气,剩余氢氧根离子,周围pH增大,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电解池的题目要注意几个问题:
1、连接外接电源正极的为阳极,若阳极为活性电极则阳极失去电子,若阳极为惰性电极,则溶液中的阴离子在阳极失去电子,阳极发生氧化反应;连接外接电源负极的为阴极,溶液中的阳离子在阴极得到电子,阴极发生还原反应;
2、溶液中的离子放电顺序:
阳离子:Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(酸) > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ >Zn2+ > H+(水);
阴离子:S2– >I-> Br- > Cl- > OH-> (NO3-、SO42– 等)含氧酸根 > F-;
3、电极反应式的书写要结合原子守恒以及溶液形成判断,酸性条件不出现氢氧根,碱性条件下不出现氢离子;
原电池的角度进行分析:
活泼金属作为负极,负极质量减少,正极质量增加或者生产气体,电子由负极经过导线流向正极,电流由正极经过导线流向负极,阳离子移向正极,阳离子得到电子形成单质,阴离子移向负极,负极失去电子形成阳离子。
7.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.H2A为二元弱酸,,则,,可知越小,氢离子浓度越小,其pH值越大,因此溶液X、Y、Z三点对应溶液pH大小顺序为: Z<Y<X,故A不符合题意;
B.Ca(HA)2易溶于水且溶液呈碱性,则说明HA-电离程度小于水解程度,Y点,说明c(HA-)=c(A2 ),X点,则c(HA-)<c(A2 ),溶液显碱性即c(H+)<c(OH-),故B不符合题意;
C.Y点溶液c(Ca2+)=1×10 7mol L 1,根据Ksp(CaA)=2×10 9,则c(A2 )=2×10 2 mol L 1,由于,c(HA-)=c(A2 )=2×10 2 mol L 1,故C符合题意;
D.向Z点溶液中通入HCl气体,A2 与H+反应,c(A2 )减小,减小,则增大,因此可以使Z点溶液向右后方点溶液转化,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、pH的比较即比较氢离子的浓度,氢离子浓度越大,则pH越小;
B、结合电离程度和水解程度的大小判断;
C、结合溶度积和钙离子浓度计算;
D、引入氯化氢,即增大氢离子的浓度,使c(A2 )减小。
8.【答案】(1)KMnO4;D装置中的铁粉与水蒸气反应或无水三氯化铁潮解
(2)防止D装置中的铁粉与空气中的氧气和水蒸气反应
(3)加热D与E之间的导管
(4)由于存在反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入铜粉,Cu与Fe3+反应消耗Fe3+,也可能生成CuSCN消耗SCN-,使上述平衡逆向移动,Fe(SCN)3浓度减小,致红色褪去
(5)CuCl2、CuSO4;1:4
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】(1)A为不加热装置制取氯气,则X可以为KMnO4;已知无水三氯化铁易潮解,若缺少C装置,则铁和水蒸气在高温下和铁反应生成四氧化三铁,且会导致生成的无水三氯化铁潮解;
(2)整个装置充满黄绿色气体后,才开始加热D装置的目的是防止D装置中的铁粉与空气中的氧气和水蒸气反应,干扰实验;
(3)已知无水三氯化铁易升华,故加热D与E之间的导管,可以除去沉积的FeCl3;
(4)红色的原因是存在反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,生成的Fe(SCN)3为红色,加入铜粉,Cu与Fe3+反应消耗Fe3+,也可能生成CuSCN消耗SCN-,使上述平衡逆向移动,Fe(SCN)3浓度减小,致红色褪去;
(5)①已知CuCl、CuSCN是难溶于水的白色固体,加入的稀硝酸具有强氧化性,可能把硫元素氧化为硫酸根离子,铜离子的溶液显蓝色,故实验中蓝色溶液中可能含有的盐为Cu(NO3)2、CuCl2、CuSO4。
②实验中CuSCN与过量稀HNO3反应生成白色沉淀B的阴离子,B的阴离子为硫酸根离子,同时生成N2、NO和CO2气体;CuSCN与HNO3反应,CuSCN中铜元素化合价由+1变为+2、硫元素由-2变为+6、氮元素由-3变为0,硝酸中氮元素化合价由+5变为-2,则根据电子守恒可知,CuSCN~12e-~4HNO3,故还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:4。
【分析】(1)浓盐酸可以和高锰酸钾反应制取氯气,反应不需要加热;
(2)铁粉会和氧气、水蒸气反应,需要利用氯气排除空气中的氧气和水蒸气;
(3)根据条件可以知道无水氯化铁易升华,可以采用加热法使氯化铁升华;
(4)减少反应物的浓度,使平衡朝逆向移动;
(5) ① 蓝色溶液即含有铜离子,根据阴离子的判断,可以知道可能含有硝酸铜、氯化铜和硫酸铜;
② 结合化合价变化判断化学计量数,根据化学计量数之比等于物质的量之比计算。
9.【答案】(1)适当升温(或粉碎或搅拌)
(2)ClO-+Mn2++H2O=Cl-+MnO2↓+2H+;MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等)
(3)MnO2、SiO2
(4)将滤液保持60℃左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤;2.25×10 4
(5)将操作a后的母液循环利用
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)“酸浸”时,pH控制为1,若提高浸取速率,可以从温度、接触面积来采取的措施,具体为适当升温(或粉碎或搅拌);故答案为:适当升温(或粉碎或搅拌)。
(2)“氧化”时,NaClO与Mn2+按物质的量1:1反应生成MnO2、Cl-和水,其离子方程式为ClO-+Mn2++H2O=Cl-+MnO2↓+2H+;调节pH时加入要保留的离子对应的难溶物,通过消耗铁离子水解的氢离子来促进铁离子水解,因此可加入试剂X为MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等);故答案为:ClO-+Mn2++H2O=Cl-+MnO2↓+2H+;MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等)。
(3)二氧化硅不与硫酸反应,在氧化时得到二氧化锰,因此滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物MnO2、SiO2;故答案为:MnO2、SiO2。
(4)①根据表格数据,60℃时MgSO4溶解度较大,而CaSO4溶解度较小,在此时趁热过滤,其除钙的操作方法将滤液保持60℃左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤;故答案为:将滤液保持60℃左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤。
②60℃下饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g L 1,60℃时CaSO4溶解度为0.204,则1L溶液为1000g,溶解CaSO4的质量为2.04g,其溶液中,则CaSO4的;故答案为:2.25×10 4。
(5)操作a是从溶液中经过一系列过程得到晶体,过滤时溶液中海油硫酸镁,为了提高原料中镁的利用率,操作a后滤液的处理方法是将操作a后的母液循环利用;故答案为:将操作a后的母液循环利用。
【分析】(1)提高浸取速率可以通过升高温度或者粉碎固体增大固体的接触面积;
(2)次氯酸根离子、锰离子和水反应生成氯离子、二氧化锰和氢离子;调节pH的目的是是铁离子和铝离子沉淀,而不影响镁离子,因此可以通过加入氧化镁、碳酸镁或者氢氧化镁;
(3)二氧化硅不溶于酸,锰离子可以被次氯酸钠氧化为二氧化锰,因此滤渣含有氢氧化铝、氢氧化铁、二氧化锰和二氧化硅;
(4) ① 趁热过滤的目的是使硫酸钙形成沉淀,而不影响硫酸镁的溶解;
② 溶度积的计算要结合钙离子和硫酸根离子的浓度判断;
(5)操作a分离后,母液中含有稀硫酸和次氯酸钠,可以循环利用。
10.【答案】(1)-130.52kJ mol-1
(2)<;be;0.1mol L-1 min-1;变小;A
(3)催化剂的活性较小,温度升高速率增加缓慢;O2与NH3反应生成NOx
【知识点】含氮物质的综合应用
【解析】【解答】(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.50kJ mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-144.14kJ mol-1
③2N2O(g) 2N2(g)+O2(g) ΔH3=-244.10kJ mol-1
根据盖斯定律,由②-①-③得反应3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) ΔH=-144.14kJ mol-1-180.50kJ mol-1+244.10kJ mol-1=-130.52kJ mol-1;
(2)①根据图中信息可知,以过X点的等压线,已知T2>T1,温度越高,NO的体积分数越大,故说明平衡逆向移动,逆方向为吸热反应,正方向为放热反应,则反应ΔH<0;
②a.改用高效催化剂,化学反应速率增大,但催化剂不能使平衡移动,NO的转化率不变,选项a不符合;
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度,相当于增大压强,化学反应速率增大,平衡向气体体积缩小的正反应方向移动,NO的转化率增大,选项b符合;
c.移去CO2,生成物的浓度减小,反应速率减小,平衡正向移动,NO的转化率增大,选项c不符合;
d.升高温度,化学反应速率增大,但正反应为放热反应,平衡逆向移动,NO的转化率减小,选项d不符合;
e.缩小反应容器的体积,相当于增大压强,化学反应速率增大,平衡向气体体积缩小的正反应方向移动,NO的转化率增大,选项e符合;
故答案为:be;
③向密闭容器中充入10molCO(g)和8molNO(g)发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),设NO转化率为x,根据三段式有:
平衡时NO的体积分数为25%,则有,解得x=50%,则NO平均反应速率v(NO)=0.1mol L-1 min-1;
若其他条件不变,升高温度,平衡逆向移动,生成物的平衡分压减小,反应物的平衡分压增大,用分压表示的平衡常数Kp变小;
④由图可知,结合反应可知,升温会使反应逆向移动,导致NO的体积分数会增加,减压也会使反应逆向移动,导致NO的体积分数增加;所以升温和减压后,NO的体积分数必然增加,达到平衡状态时,NO的体积分数一定比X点对应的体积分数大,符合条件的只有A点,故答案为:A;
(3)①已知新型催化剂b在高温下活性很强,随温度的升高,催化剂b活性增强,但由于温度仍然较低,活性提高程度不大,反应速率加快但不明显,故50℃之前NOx的除去率缓慢增大;
②已知新型催化剂b在高温下活性很强,当温度高于300 ℃时NOx的除去率迅速下降与催化剂活性无关,所通气体为NOx、NH3和O2的混合物,当温度高于300℃时,NH3与O2可能发生副反应:4NH3+5O24NO+6H2O,氨的浓度减小,导致NOx除去率迅速下降,故答案为:O2与NH3反应生成NOx。
【分析】(1)盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减;
(2) ① 升高温度,平衡朝吸热方向移动;
② 提高一氧化氮转化率的方法可以增大一氧化碳的浓度,或者按照投料比增大反应物的浓度,也可以是通过压缩体积使平衡朝气体系数缩小的方向移动,增大化学反应速率的方法:升高温度,增大反应物的浓度,加入催化剂,增大接触面积,气体的反应压缩体积;
③ 化学反应速率为浓度变化量和时间的比值;
④ 升高温度,平衡朝吸热方向移动,减小压强,平衡朝气体系数增大的方向移动;
(3) ① 结合题干可以知道催化剂高温下活性强,即温度较低时活性较弱,催化效率不高;
② 氧气和氨气反应生成氮氧化物,使氮氧化物的去除率降低。
11.【答案】(1)16:1;3
(2)sp3;氢键;H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,酸性较强
(3)固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高;b
(4)a;
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)硒元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,成对电子与成单电子的个数比为16:1;同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但是As元素最外层处于半满,第一电离能大于Se,所以在同一周期中比它的第一电离能大的元素有3种;故答案为:16:1;3。
(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。对于H2SeO4中心原子Se,由于H2SO4中S的杂化方式为sp3,因此H2SeO4中Se的杂化方式也应为sp3;固体H2SeO4,存在作用力除范德华力共价键外还有氢键;由于H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,所以H2SeO4酸性较强;故答案为:sp3;氢键;H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,酸性较强。
(3)①由题可知,固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高同为分子晶体,所以SeO2熔点为350℃而SO2的熔点为-75.5℃;故答案为:固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高。
②依据共价键饱和性可知,a为Se O,b为Se=O,b中含有π键,电子云重叠程度大,使得键长短;故答案为:b。
(4)4r(Se2-)=晶胞面对角线长度=nm;所以r=a nm;由图3所示晶胞可知,一个晶胞中含有Se2-个数为4;CaSe晶体结构也为NaCl型,其晶胞参数比MgSe大,且r(Ca2+)=bnm,所以CaSe晶体的晶胞参数为cm;且一个晶胞中含有四个分子,所以CaSe晶体的密度为 g cm-3;故答案为:a;。
【分析】(1)结合硒元素的电子排布式,可以知道成单电子只有4p能级中1个电子;
(2)杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;
(3) ① 分子晶体中,相对分子质量越大,则熔点越高;
② π键的电子云重叠程度大,使得键长短;
(4)密度的计算要结合体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数判断。
12.【答案】(1)苯甲醇;NaOH溶液,加热
(2)加成
(3);酚)羟基、羰基
(4)+
(5)6;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;取代反应;加成反应;结构简式
【解析】【解答】(1)B的结构简式为,名称为苯甲醇;A到B为卤代烃的水解反应,故反应条件为NaOH水溶液加热;
(2)比较反应物C和丙酮与生成物可知生成物中有碳碳双键,故可知C与丙酮先发生加成反应,然后醇羟基发生消去反应生成碳碳双键;
(3)根据信息ROH+CH3COOH可知反应④生成物F为 ,G()分子中含有(酚)羟基、羰基;
(4)反应⑦的反应方程式为+;
(5)G的同分异构体中含有苯环且能发生水解,说明分子中含有酯基,若含有两个取代基为HCOO-和-CH3,有邻、间、对三种;若只含有一个取代基为CH3COO-、HCOOCH2-、-COOCH3三种,共六种;核磁共振氢谱有5组吸收峰说明分子中含有五种不同位置的H原子,其结构简式为;
【分析】(1)结合C的结构简式,可以知道B为苯甲醇;卤族原子形成羟基的条件是氢氧化钠溶液加热;
(2)苯甲醛中先断开碳氧双键形成碳氧单键,和丙酮发生加成反应,再发生消去反应;
(3)结合已知反应,可以知道羟基中的氢原子会被碳基取代形成酯基;G中含有酚羟基和碳基;
(4)反应为加成反应,碳碳双键断开形成单键,一侧连接氢原子,一侧连接苯环;
(5)同分异构体要结合碳链异构、位置异构和官能团异构判断。