2023届山东省菏泽市单县第二中学高三下学期第六次模拟测试化学试题(含解析)

山东省单县第二中学2023届高三下学期模拟化学试题6
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li7 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe56 Co 59
Ce 140
选题题 本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.含碘盐中的KIO3仅用淀粉KI溶液就可检验
B.人体所需的营养物质糖类、油脂、蛋白质都属于高分子
C.核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同素异形体
D.食品包装袋内的“干燥剂”CaO是碱性氧化物,其水化物属于强电解质
【答案】D
【解析】A.碘酸钾和碘化钾在酸性条件下发生歧化反应生成能使淀粉溶液变蓝色的单质碘,所以含碘盐中的碘酸钾仅用淀粉碘化钾溶液不能检验,故A错误;B.葡萄糖属于糖类,葡萄糖和油脂都是相对分子质量小于1万的小分子化合物,不是高分子化合物,故B错误;C.与的质子数相同、中子数不同,互为同位素,故C错误;D.氧化钙是与酸反应生成盐和水的碱性氧化物,反应生成的氢氧化钙在溶液中完全电离,属于强电解质,故D正确。
2.2022年诺贝尔化学奖授予对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家合成一种点击化学试剂X2Y2M2Q,X分别与Y、Z、M形成原子个数为3、6、4的18e-分子,19Q衰变方程:→++。下列说法错误的是( )
A.X的简单离子半径一定是周期表中最小的 B.16M2和18M2组成上属于同一种物质
C.同一周期中,第一电离能小于Z的有5种元素 D.Y、M形成简单氢化物的还原性:Y>M
【答案】A
【解析】X分别与Y、Z、M形成原子个数为3、6、4的18e-分子,X为H元素;M的质量数为16,M为O元素与H形成H2O2含18e-、Y为S元素与H形成H2S含18e-、Z为N元素与H形成N2H4含18e-。根据19Q衰变方程,Q的质子数为9,Q是F元素。A.H-的半径大于Li+,故A错误;B.16O2和18O2都是氧气分子,故B正确;C.同一周期中,第一电离能小于N的有Li、Be、B、C、O,共5种元素,故C正确;D.S的非金属性小于O,还原性H2S>H2O,故D正确;
3.下列实验正确的是( )
A.图I:实验室制氨气 B.图II:石蜡催化分解
C.图III:制备氢氧化铁胶体 D.图IV:淀粉水解及产物检验
【答案】A
【解析】A.实验室通过加热氢氧化钙和氯化铵的混合物制备氨气,故A正确;B.石蜡催化分解实验过程中,酒精灯应该加热碎瓷片部位,故B错误;C.制备氢氧化铁胶体的方法是向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,故C错误;D.淀粉水解及产物检验过程中淀粉在稀硫酸中水解完后要先加入过量NaOH溶液营造碱性环境,再滴加新制氢氧化铜悬浊液,故D错误。
4.吲哚布芬是抗血栓药物,结构如图所示。关于该有机物说法错误的是
A.分子式为C18H17NO3 B.存在对映异构体
C.1mol吲哚布芬最多能与2molNaOH反应 D.不能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】D
【解析】A.根据该物质的结构简式可知,其分子式为C18H17NO3,A正确;B.该物质中含有手性碳原子,该分子为手性分子,存在对映异构体,B正确;C.该分子中含有一个羧基和一个酰胺基,1mol该物质可与2molNaOH反应,C正确;D.该物质与苯环直接相连的碳原子上有氢原子,则该物质能被酸性高锰酸钾氧化从而使其褪色,D错误。
5.古文献《余冬录》中对胡粉[主要成分为2PbCO3 Pb(OH)2]制法的相关描述:“铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者(Pb),炒为黄丹(Pb3O4)。黄丹滓为密陀僧(PbO)”。下列说法错误的是( )
A.2PbCO3 Pb(OH)2属于碱式盐
B.Pb3O4与硫酸反应只生成PbSO4和水
C.“化不白者,炒为黄丹”的过程中发生了氧化还原反应
D.密陀僧与碳粉高温加热可以制得铅
【答案】B
【解析】A.2PbCO3 Pb(OH)2属于碱式盐,A正确;B.Pb3O4中铅的化合价是+2和+4,所以与硫酸反应生成的盐不是只有PbSO4,B错误;C.“化不白者,炒为黄丹”的过程中铅被氧化成Pb3O4,发生了氧化还原反应,C正确;D.密陀僧(PbO)与碳粉高温加热,碳做还原剂可以制得铅,D正确。
6.M和N是合成造影剂碘番酸的重要中间体,结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.M分子中有2种含氧官能团
B.M分子中可能共平面的原子数最多有23个
C.N与足量H2加成后产物中含2个手性碳原子
D.1molN与足量H2反应(—NO2转化为—NH2)时最多消耗3molH2
【答案】D
【解析】A.由结构简式可知,M分子中含有碳碳双键、羧基、氨基、硝基4种官能团,其中羧基和硝基为含氧官能团,故A正确;B.由结构简式可知,M分子中苯环、碳碳双键、羧基、硝基是平面结构,则分子中可能共平面的原子数最多有23个,故B正确;C.由结构简式可知,N分子与足量氢气加成后的结构简式中含有如图*所示的2个手性碳原子:,故C正确;D.由结构简式可知,N分子羰基、硝基能与氢气反应,则1molN最多消耗5mol氢气,故D错误。
7.超酸HSbF6是石油重整中常用的催化剂,实验室常以SbCl3、Cl2和HF为原料通过反应SbCl3+Cl2=SbCl5、SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl制备。制备SbCl5的实验装置如图所示。已知:SbCl3的熔点73.4℃,沸点220.3℃,易水解;SbCl5的熔点3.5°C,液态SbCl5在140℃时即发生分解,2.9kPa下沸点为79℃,也易水解。下列说法不正确的是( )
A.装置I中的a为冷凝水的进水口
B.装置II的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气
C.SbCl5制备完成后,可直接常压蒸馏分离出SbCl5
D.由SbCl5制备HSbF6时,不能选用玻璃仪器
【答案】 C
【解析】 A.由实验装置图可知,装置I为球形冷凝管,为增强冷凝回流的效果,装置中下口a为冷凝水的进水口,故A正确;B.由实验装置图可知,装置II为干燥管,干燥管中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气防止污染空气,同时吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入三颈烧瓶中导致SbCl5水解,故B正确;C.由题给信息可知,SbCl5在140℃时即发生分解,所以制备完成后应采用减压蒸馏的方法分离出SbCl5,故C错误;D.由题给信息可知,制备HSbF6时用到能与玻璃中二氧化硅反应的氢氟酸,所以制备时不能选用玻璃仪器,故D正确。
8.正丁醛经催化加氢可得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为提纯1-丁醇设计如图路线。
已知:①1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚;
②R-CHO+NaHSO3(饱和)→R-CH(OH)SO3Na↓。
下列说法错误的是( )
A.试剂a为饱和NaHSO3溶液,试剂b为乙醚 B.操作I和操作III均为过滤
C.无水MgSO4的作用是干燥除水 D.蒸馏时冷却水应从球形冷凝管的上口进入
【答案】 D
【解析】 试剂a为饱和NaHSO3溶液,加入到粗品中形成沉淀,然后通过操作I过滤即可除去;由于饱和NaHSO3溶液是过量的,所以加入试剂b乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇,所以操作Ⅱ为萃取分液;加入无水硫酸镁作干燥剂,操作Ⅲ为过滤,1-丁醇和乙醚的沸点相差很大,因此可以利用蒸馏将其分离开。
A. 由信息R-CHO+NaHSO3(饱和)→R-CH(OH)SO3Na↓,试剂a为饱和NaHSO3溶液,又1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚,试剂b为乙醚,故A正确;B. 操作I和操作III均是分离固体和液体,均为过滤,故B正确;C. 无水MgSO4的作用是干燥除水,干燥有机相,故C正确;D. 为使冷凝管内的不蒸气得到充分冷却,在进行冷却时,应使水从冷凝管的下方接口进入,上口出,故D错误。
9.碘广泛应用于医疗、染料等方面,如图是碘单质的一种制备方法,下列说法错误的是( )
A.“操作1”的目的是富集碘元素
B.“操作2”可以有反萃取操作
C.“转化”过程每生成2mol沉淀,转移2mol电子
D.“氧化”过程中,Cl2与FeI2物质的量之比为1.25:1时,发生的离子方程式为:2Fe2++4I—+3Cl2=2Fe3++2I2+6Cl—
【答案】D
【解析】由题给流程可知,向净化除氯后的含碘废水中加入硝酸银溶液,将废水中的碘离子转化为碘化银沉淀达到富集碘元素的目的;向反应得到的悬浊液中加入铁粉,将碘化银转化为银和碘化亚铁,过滤得到银和碘化亚铁溶液;向溶液中通入氯气,将溶液中的碘离子氧化为单质碘,反应所得溶液经萃取和反萃取、分液、蒸馏制得单质碘。A.由分析可知,操作1中加入硝酸银溶液的目的是将废水中的碘离子转化为碘化银沉淀达到富集碘元素的目的,故A正确;B.由分析可知,操作2为氧化所得溶液经萃取和反萃取、分液、蒸馏制得单质碘,故B正确;C.由分析可知,转化过程发生的反应为2AgI+Fe=2Ag+FeI2,反应生成2mol银时,转移电子的物质的量为2mol,故C正确;D.氧化过程中,当氯气与碘化亚铁物质的量之比为1.25:1时,发生的离子方程式为2Fe2++8I—+5Cl2=2Fe3++4I2+10Cl—,故D错误。
10.[Rh(CO)2I2]-为平面结构,可以作为CH3OH和CO反应制备CH3COOH的催化剂,反应历程如下图所示,下列说法错误的是( )
A.A离子中Rh原子的杂化轨道类型为sp3
B.反应的总方程式为CH3OH+COCH3COOH
C.化合物E生成CH3COOH的过程为取代反应
D.CH3OH和CO反应制备CH3COOH的反应历程有2种
【答案】D
【解析】A.离子中Rh原子形成四个键,杂化轨道类型为sp3,A正确;B.根据反应历程的反应物为CH3OH和CO,生成物为CH3COOH,反应的总方程式为CH3OH+COCH3COOH,B正确;C.化合物E为CH3COI,和水生成CH3COOH的过程为取代反应,C正确;D.根据反应过程,CH3OH和CO反应制备CH3COOH的反应历程只有1种,D错误。
本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验操作
A 测定NaHCO3与Na2CO3 混合物中碳酸钠质量分数 将固体溶于水配制成溶液,分别以酚酞 和甲基橙为指示剂,用标准盐酸滴定
B 比较HClO与CH3COOH的酸性 用pH计测量相同浓度NaClO 溶液和CH3COONa溶液的pH
C 提纯混有KNO3杂质的NaCl固体 将固体溶于水,蒸发浓缩,冷却结晶、过滤
D 比较Cl2、Br2、I2的氧化性 向KBr、KI混合溶液中依次加 入少量氯水和CCl4,振荡,静置
【答案】CD
【解析】A.若以酚酞为指示剂,则加入盐酸溶液由红色变无色时,碳酸钠已完全转化为碳酸氢钠,以甲基橙为指示剂,加入盐酸溶液由黄色变橙色,此时碳酸氢钠完全转化为CO2,根据消耗标准盐酸的量可以计算碳酸钠或碳酸氢钠的质量分数,实验操作正确能达到实验目的,A正确;B.弱酸的酸性越强,其酸根离子水解的程度越弱,相同浓度下其酸根离子水解液的pH越小,
用pH计测量相同浓度NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH,pH大的溶液对应的酸的酸性更弱,B正确;C.提纯混有KNO3杂质的NaCl固体,NaCl溶解度随温度变化小,KNO3溶解度随温度变化大,应该采用蒸发浓缩、趁热过滤、将滤液冷却结晶、过滤的方法,C错误;D.少量Cl2水加入到KBr和KI的混合溶液中,Cl2氧化I-,得出溴离子还原性比碘离子弱,即溴的氧化性比碘强,同时氯气的氧化性也比碘强,但是不能比较溴和氯气的氧化性强弱,D错误。
12.科学家设计了一种高效、低能耗制备H2O2的装置,装置如图所示.下列有关说法不正确的是( )
A.阴极区产生2molOH-时,参加反应的O2在标准状况下的体积为
B.a为电源的正极
C.阳极区反应为-2e-+3OH-=2H2O+
D.该装置中,离子交换膜为阳离子交换膜
【答案】 AD
【解析】右边氧气变双氧水,氧化合价降低,说明右边是阴极,则b为负极,a为正极,左边为阳极。A.阴极电极反应式O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-,则阴极区产生2molOH-时,参加反应的O2为1mol,在标准状况下的体积为22.4L,故A错误;
B.根据前面分析a为电源的正极,故B正确;
13.东南大学化学化工学院张袁健教授探究Fe—N—C和Co—N—C分别催化H2O2分解的反应机理,部分反应历程如图所示(MS表示吸附在催化剂表面物种;TS表示过渡态):
下列说法错误的是( )
A.催化效果:催化剂Co—N—C高于催化剂Fe—N—C
B.Fe—N—C催化:MS1(s)=MS2(s) ΔH=-0.22eV
C.催化剂Fe—N—C比催化剂Co—N—C的产物更容易脱附
D.Co—N—C催化H2O2分解吸热,Fe—N—C催化H2O2分解放热
【答案】BD
【解析】A.由图可知,使用催化剂Co—N—C时的活化能小于使用催化剂Fe—N—C时的活化能,则催化效果:催化剂Co—N—C高于催化剂Fe—N—C,故A正确;B.由图可知,Fe—N—C催化时,1分子MS2(s)比1分子MS1(s)能量低0.22eV,则生成1molMS2(s)放热为0.22×1.6×1019×10-3×6.02×1023kJ=21.2kJ,故MS1(s)=MS2(s) ΔH=-21.2kJ·mol-1,故B错误;C.过氧化氢分解生成水和氧气,由图可知,使用催化剂Fe—N—C时吸附产物MS3能量更高,更容易脱附,故C正确;D.催化剂改变反应速率,但是不会改变反应的热效应,不管使用哪种催化剂,H2O2的分解热效应是相同的,故D错误。
14.某电镀厂废水的pH为0.45,主要含有Sn2+、Ni2+和SO,还含有少量的Fe2+和Co2+,处理该废水的一种工艺流程如图所示:
下列叙述中错误的是( )
A.“氧化沉铁”时,可适当升高温度加快反应速率
B.调节pH至6.5,进行“氧化沉钴”的离子方程式为ClO-+2Co2++H2O+4OH-=2Co(OH)3↓+Cl-
C.“滤液”中溶质主要为Na2SO4,可回收利用
D.“酸溶”所得SnSO4经电解可回收得到金属Sn
【答案】 B
【解析】 据题意,废液中的Sn2+、Fe2+和Co2+分别在沉锡、氧化沉铁、氧化沉钴步骤中分离出去,剩余在滤液中的离子主要有Na+、SO。A.升高温度能加快化学反应速率,A正确;
B.pH=6.5时,溶液呈酸性,离子方程式应为: ,B错误;C.据题意,废水中主要含有Sn2+、Ni2+和SO,其中Sn2+已经在沉锡过程被分离,且中途加入的NaOH和NaClO中的Na+未被分离出去,故主要为Na2SO4,C正确;
D.“酸溶”所得SnSO4经电解,Sn2+在阴极得电子生成Sn,D正确。
15.常温下,向1升1.0mol·L-1的NaClO溶液中缓慢通入SO2气体,使其充分吸收,溶液pH与通入SO2的物质的量关系如图所示(忽略溶液体积变化及NaClO、HClO的分解,以上发生的氧化还原反应均为不可逆反应)。下列说法错误的是( )
A.常温下,HClO电离平衡常数的数量级为10-8
B.a点溶液中:c(ClO-)C.b点溶液中:c(Cl-)+c()>c(ClO-)+c(HClO)
D.c点溶液中:c(Cl-)+2c()+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
【答案】C
【解析】向NaClO溶液中通入SO2气体,开始时发生反应:①3NaClO+SO2+H2O=NaCl+ 2HClO+Na2SO4,当NaClO完全转变为HClO之后,再继续发生反应:②NaClO+SO2+H2O=NaCl+H2SO4,所以b点为恰好发生反应①,NaClO全部转变为NaCl和HClO,c点恰好发生反应②
。A.由分析可知,b点为恰好发生反应①,b点溶液为mol·L-1HClO和Na2SO4的混合溶液,此时pH=3.8,则HClO电离平衡常数Ka==1.5×10-7.6,数量级为10-8,故A正确;B.对于a点, 当通入n(SO2)=0.2 mol时,溶液中溶质为n(NaClO)=n(HClO)=0.4 mol,此时pH>7,溶液呈碱性,说明ClO-在溶液中的水解程度大于HClO的电离,则c(ClO-)本题共5小题,共60分。
16.FeSe、FeAs是近年来常用的高温表层超导材料,其母体常SrTiO3。请回答下列与之相关的问题:
(1)基态Se原子的电子排布式为__________,As的第一电离能比Se大,其原因__________。
(2)SrTiO3为白色结晶粉末,熔点2020℃。SrTiO3的晶体类型为__________,的空间构型为__________。
(3)用SrTiO3做电极材料,通过光电解可将H2O和CH4催化合成CH3OH,其工作原理如图所示,羟基自由基(·OH)的电子式为__________,H2O、H2O2、CH4中键角的大小顺序为__________。
(4)Fe、Se、Li形成的一种新型超导材料的晶胞如图所示,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。Li原子①的坐标为(0,0,0),Se原子②的坐标为(),Se原子③的坐标为(),则Fe原子④的坐标为__________;已知晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为__________g·cm-3(列式表示)。
【答案】(1) [Ar]3d104s24p4(或1s22s22p63s23p63d104s24p4) As和Se同周期,As的4p轨道处于半满状态 (2)离子晶体 平面三角形 (3) CH4>H2O>H2O2
(4)(0,,)
【解析】(1)Se是34号元素,基态Se原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4;As和Se同周期,As的4p轨道处于半满状态,结构稳定,所以As的第一电离能比Se大。(2)SrTiO3的熔点2020℃,熔点高,所以SrTiO3的晶体类型为离子晶体;中Ti原子的价电子对数为3,无孤电子对,空间构型为平面三角形。
(3)羟基自由基(·OH)中氧原子有1个未成对电子,电子式为;H2O中氧原子有2个孤电子对,孤电子对对成键电子对具有排斥作用; H2O2分子中,氧原子有2个孤电子对,孤电子对对另一个氧原子的排斥作用更大; CH4是正四面体结构,所以键角的大小顺序为 CH4>H2O>H2O2
(4)根据Li原子①的坐标为(0,0,0),Se原子②的坐标为(1,0,),Se原子③的坐标为(,,),可知Fe原子④的坐标为(0,,);根据均摊原则,晶胞中Fe原子数为8×=4、Se原子数为8×+2=4、Li原子数为8×+1=2,晶胞的体积为a2b×10-21cm3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为 g·cm-3。
17.二氧化铈可用在化妆品中起到抗紫外线作用,工业上以氟碳铈矿(CeCO3F,含Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备二氧化铈、硫酸铝铵晶体和硫酸亚铁铵晶体,其工艺流程如图所示:
已知:①Ce2O3易溶于强酸;CeO2不溶于硫酸,也不溶于NaOH溶液。
②Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38;Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33;Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17;当离子浓度≤10-5mol/L,可认为沉淀完全。
回答下列问题:
(1)氟碳铈矿“氧化焙烧”化学方程式为___________,此时气体与矿料逆流而行进行投料,目的是___________。
(2)浓盐酸价格便宜,但是溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是___________,可用稀硫酸和双氧水代替,则加入试剂的顺序是___________。
(3)“滤液Ⅱ”中NH4HCO3加入量(图a)、最佳比例时沉淀反应的温度(图b)与铈的沉淀率关系如图所示:
根据图分析:沉铈时应选择最佳条件为___________。
(4)Ce2(CO3)3经充分焙烧质量减少5.8t,则获得CeO2的质量为___________t。
(5)“滤液Ⅰ”中加入物质X和物质Y分别是___________、___________(填序号),制备硫酸铝铵晶体时,理论上向“滤渣Ⅲ”中加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为___________。
a.铁粉 b.铝粉 c.浓氨水 d.Al(OH)3 e.NaOH
【答案】(1)2Ce2(CO3)3+O24CeO2+6CO2↑ 使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行(2)浓盐酸反应生成氯气,同时易挥发出HCl污染环境 先加稀硫酸,再加双氧水 4CeCO3F+O2+2H2O4CeO2+4HF+CO2 (3)=2.2、46℃(4)17.2(5) a c 3∶1
【解析】氟碳铈矿“氧化焙烧”中CeCO3F转化为CeO2,加入稀硫酸,二氧化硅、CeO2成为滤渣Ⅰ,滤渣Ⅰ加入浓盐酸,CeO2转化为盐酸盐得到滤液Ⅱ,加入碳酸氢铵得到Ce2(CO3)3,焙烧得到CeO2;滤液Ⅰ含有铁离子、铝离子,在不引入新杂质的情况下,加入铁将三价铁转化为二价铁,加入氨水将铝转化为氢氧化铝沉淀得到滤渣Ⅲ,滤渣Ⅲ中加入硫酸和硫酸铵得到硫酸铝铵晶体;滤液Ⅲ含有亚铁离子,加入硫酸铵得到硫酸亚铁铵晶体。(1)氟碳铈矿“氧化焙烧”中CeCO3F和水、空气中氧气高温生成CeO2、HF、CO2,反应中氧气中氧元素化合价由0变为-2、CeCO3F中Ce化合价由+3变为+4,根据电子守恒、质量守恒可知,反应化学方程式为4CeCO3F+O2+2H2O4CeO2+4HF+CO2,
此时气体与矿料逆流而行进行投料,目的是使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行;
(2)浓盐酸具有挥发性,且会和CeO2反应氧化还原反应生成有毒的氯气,故溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是浓盐酸反应生成氯气,同时易挥发出HCl污染环境,可用稀硫酸和双氧水代替,则加入试剂的顺序是首先加入稀硫酸酸化溶液,再加入双氧水;
(3)据图分析:沉铈时应选择最佳条件为=2.2、46℃,此时铈的沉淀率已经很高,若温度过高铈的沉淀率反而下降;
(4) 2Ce2(CO3)3+O24CeO2+6CO2↑,Ce2(CO3)3经充分焙烧质量减少5.8t,根据化学方程式体现的关系可知,获得CeO2的质量为;
(5)由分析可知,滤液Ⅰ”中加入物质X和物质Y分别是铁、浓氨水,故选a、c;“滤渣Ⅲ”为生成的氢氧化铝沉淀,加入硫酸和硫酸铵制备硫酸铝铵晶体,反应为,
2Al(OH)3 +3H2SO4+(NH4)2SO4=2NH4Al(SO4)2+6H2O,则加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为3∶1。
18.五氧化二氮(N2O5)是有机合成中常用的绿色硝化剂。N2O5常温下为白色固体,可溶于CH2Cl2等氯代烃溶剂,微溶于水且与水反应生成强酸,高于室温时不稳定。
(1)某化学兴趣小组设计臭氧(O3)氧化法制备N2O5,反应原理为N2O4+O3=N2O5+O2。实验装置如图,回答下列问题:
①装置C的名称 ,装置D的作用是 ;装置E的作用是 。
②写出装置A中发生反应的离子方程式 。
③实验时,将装置C浸入 (填“热水”或“冰水”)中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气。
(2)判断C中反应已结束的现象是 。
(3)用滴定法测定N2O5粗产品中N2O4的含量。取2.0g粗产品,加入20.00mL0.1250mol·L-1酸性高锰酸钾溶液。充分反应后,用0.1000mol·L-1H2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。(已知:H2O2与HNO3不反应且不考虑其分解)
①产品中N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为 。
②判断滴定达到终点的现象是 。
③产品中N2O4的质量分数为 (保留到小数点后两位)。
【答案】 (1)三颈烧瓶 安全瓶,防止倒吸 防止空气中的水蒸气进入C中 Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O 冰水
(2)红棕色褪去 (3)5N2O4+2MnO+2H2O=2Mn2++10NO+4H+ 滴入最后半滴H2O2溶液后,溶液的紫红色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色 20.7%
【解析】 装置A中Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;装置B中装有无水氯化钙可以干燥NO2,在密闭系统中存在可逆反应:2NO2N2O4,装置C中发生的反应为N2O4+O3=N2O5+O2,N2O5常温下为白色固体,可溶于CH2Cl2等氯代烃溶剂,故二氯甲烷的作用为溶解反应物NO2、充分混合反应物使其反应更加充分、溶解生成物N2O5;装置D是安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;N2O5微溶于水且与水反应生成强酸,则装置E是为了防止空气中的水蒸气进入C中。①根据装置图可知装置C名称是三颈烧瓶;装置D的作用是安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;装置E的作用是干燥,以防止空气中的水蒸气进入C中;
②在装置A中Cu与浓硝酸混合发生氧化还原反应产生硝酸铜、二氧化氮和水,发生反应的离子方程式为:Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O;③由于N2O5在高于室温时对热不稳定,所以实验时,将装置C浸入冰水中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气;装置C中,NO2溶于CH2Cl2,使溶液变为红棕色,故当红棕色褪去可推断C中反应已结束;①N2O4与酸性KMnO4溶液反应生成硝酸锰和硝酸,该反应的离子方程式为:5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+;②酸性KMnO4溶液呈紫红色,用H2O2溶液滴定被还原为无色的Mn2+,故判断滴定终点的方法是:滴入最后半滴H2O2溶液后,溶液的紫红色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色,说明滴定达到终点;③KMnO4的总物质的量为n(KMnO4)总=c·V=0.1250 mol/L×0.020 L=2.5×10-3 mol,根据电子守恒可知H2O2与KMnO4反应的比例关系为:5H2O2~2KMnO4,剩余KMnO4物质的量为n(KMnO4)剩=n(H2O2)=×0.1000 mol/L×0.0175 L=7.0×10-4 mol;所以与N2O4反应的KMnO4物质的量为n(KMnO4)=2.5×10-3 mol -7.0×10-4 mol =1.8×10-3 mol,由反应方程式5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+,可得关系式:5N2O4~ 2KMnO4,n(N2O4) = n(KMnO4)=×1.8×10- 3 mol=4.5×10- 3 mol,则N2O4的质量m(N2O4)=n·M=4.5×10- 3 mol ×92 g/ mol=0.414 g,故产品中N2O4的质量分数为。
19.疫情期间,杀菌剂的使用量大大增加.J是一种新型杀菌剂,其合成路线如下:
已知:①RCOOCH3

(1)A中含氧官能团的名称为__________;J的分子式为__________。
(2)由C生成D的反应类型为__________。
(3)由A生成B的化学方程式__________。
(4)G的结构简式为__________。
(5)F的同分异构体中,含有苯环、—NH2且能发生银镜反应的有______种。
(6)写出以异烟醛()、乙醇、水合肼为原料,制备异烟肼()的合成路线__________。
【答案】(1) 羟基、羧基 C16H17O3N (2)取代反应
(4)
(5)17
【解析】根据A生成B的反应条件可知A中含有羧基,根据C的结构以及A的分子式可知A的结构简式为,A与甲醇发生酯化反应生成B为,B与发生取代反应生成C,C与CH3I发生取代反应生成D为,D发生水解反应生成E为,E与F发生取代反应生成G为,G发生信息中的反应生成H,H发生反应生成J。(1)A为,其中的含氧官能团名称为羧基、羟基。观察J的结构可知,其(3)A为,A与甲醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成B,化学方程式为。分子式为C16H17O3N。(2)根据分析可知,C与CH3I发生取代反应生成D。
(4)根据分析可知,G的结构简式为。(5)F的同分异构体中,能发生银镜反应说明含有醛基,且含有苯环和-NH2,若苯环上只有一个取代基,则取代基为 ,此时有1种结构,若苯环上有两个取代基,则取代基可能为-CH2CHO和-NH2或-CH2NH2和-CHO,无论是哪种情况两个取代基都有邻、间、对3种位置结构,因此苯环上有2个取代基时有2×3=6种结构;当苯环上有三个取代基时,取代基分别为-CHO、-NH2、-CH3,若醛基和氨基处于对位,此时甲基有2个位置,若醛基和氨基处于间位,此时甲基有4个位置,若醛基和氨基处于邻位,此时甲基有4个位置,故取代基为3个时,共有10种结构,因此满足条件的同分异构体共有10+1+6=17种。
6)异烟醛与氧气反应生成,与乙醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成,与H2N-NH2·H2O发生信息中的反应生成,合成路线为
20.环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂。在液相有机体系中,可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:①敞口容器可看成恒压装置,体系压强在反应过程中与大气压(1×105Pa)相等;
②反应中产生的CO2物质的量相对于空气中很少,故可忽略不计,空气中CO2的体积分数约为0.04%;
③气体和液体共存于同一体系,如在溶剂E中发生的反应A(l)+B(g)D(l),其平衡常数表达式可表示为K=(p为气体分压,x为液相体系中物质的物质的量分数,xA+xD+xE=1)。
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的焓变ΔH随温度T的变化如图所示。据图判断,表示反应Ⅰ的焓变曲线为_______(填“a”“b”或“c”);反应Ⅱ在_______(填“高温”或“低温”)下可自发进行。
(2)为研究上述反应的平衡关系,向敞口反应容器中加入1.0 mol DMC和1.0 mol GL,控制温度为T3℃。平衡时,测得液相体系中GLD的物质的量分数xGLD=10%,反应Ⅱ的平衡常数K2=40Pa,平衡时GLD的产率=_______%,体系放出热量=_______kJ,反应Ⅰ各组分以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数K1=_______。同温下,向上述体系中注入惰性四氯化碳稀释,重新达到平衡时,GLD的产率将_______(填“增大”“减小”或“不变"),GLD与CH3OH物质的量之比n(GLD)∶n(CH3OH)=_______。
(3)以W表示体系中加入CCl4与反应物物质的量的比值。实验测定W不同时,DMC的平衡转化率和GLD的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
其中纵坐标表示GLD平衡产率的是图_______(填“甲”或“乙”);W最大的是_______(填“W1”“W2”或“W3”)。图丙为在不同催化剂下反应相同时间。DMC的转化率随温度变化的关系,图丙上的_______(填字母)点可能是甲、乙两图像所测绘时选取的位置。
【答案】(1) c 高温(2) 25 3.68 0.4 增大 1∶4(3) 乙 W1 bd
【解析】(1)根据盖斯定律,Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ,即ΔH1+ΔH2=ΔH3,因为ΔH1<0、ΔH2>0,结合题图可知,同温时,曲线b对应的焓变数据为曲线a、c对应之和,所以曲线a代表反应Ⅱ,曲线b代表Ⅲ,曲线c代表反应Ⅰ。反应Ⅱ为ΔH>0,ΔS>0反应自发进行的条件是ΔH2-TS<0,所以在高温下可自发进行;(2)令=R,由题意可知=40Pa,由已知:反应中产生的CO2物质的量相对于空气中很少,故可忽略不计,空气中CO2的体积分数约为0.04%,则p(CO2)=1105Pa0.04%=40Pa,代入上式,解得=1,即平衡时GLD与R的物质的量相等;设平衡时GLD和R的物质的量为x,则转化的DMC、GL的物质的量均为2x,剩余的物质的量为(1-2x),生成的CH3OH的物质的量为4x,平衡时液相体系中总的物质的量为:(1-2x)+ (1-2x)+4x+x+x=2+2x,已知xGLD=10%,则,解得x=0.25,平衡时GLD的产率==25%;由小问1分析可知,曲线c代表反应Ⅰ,反应放热11.80kJ·mol-1×0.5mol=5.9kJ,曲线a代表反应Ⅱ,反应吸热8.88kJ·mol-1×0.25mol=2.22kJ,则体系放出热量=5.9kJ-2.22kJ=3.68kJ。反应Ⅰ各组分平衡时的物质的量分数分别为x(DMC)=x(GL)==0.2,x(R)= =0.1,x(CH3OH)= =0.4,以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数==0.4。同温下,加入惰性四氯化碳稀释,反应物和产物浓度均降低,则反应向总物质的量浓度增大的方向移动,即正反应方向,GLD的产率将增大;n(GLD)∶n(CH3OH)=0.25∶1=1∶4;(3)反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,反应Ⅰ逆向移动,而反应Ⅱ正向移动,DMC的平衡转化率降低,因此图甲表示DMC的平衡转化率,图乙表示GLD的平衡产率;由小问2分析可知,同温下,加入惰性四氯化碳稀释,GLD的产率增大,即W越大,GLD的产率增大,由图可知,W最大的是W1;甲、乙两图像所测绘时选取的位置均为平衡状态,而图丙中,DMC的转化率达到最大时,才达到平衡状态,后随温度升高,平衡逆向移动,转化率减小,各点都处于平衡状态,所以a、c没有达到平衡状态,b、d处于平衡状态,符合题意。山东省单县第二中学2023届高三下学期模拟化学试题6
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li7 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe56 Co 59
Ce 140
选题题 本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.含碘盐中的KIO3仅用淀粉KI溶液就可检验
B.人体所需的营养物质糖类、油脂、蛋白质都属于高分子
C.核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同素异形体
D.食品包装袋内的“干燥剂”CaO是碱性氧化物,其水化物属于强电解质
2.2022年诺贝尔化学奖授予对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家合成一种点击化学试剂X2Y2M2Q,X分别与Y、Z、M形成原子个数为3、6、4的18e-分子,19Q衰变方程:→++。下列说法错误的是( )
A.X的简单离子半径一定是周期表中最小的 B.16M2和18M2组成上属于同一种物质
C.同一周期中,第一电离能小于Z的有5种元素 D.Y、M形成简单氢化物的还原性:Y>M
3.下列实验正确的是( )
A.图I:实验室制氨气 B.图II:石蜡催化分解
C.图III:制备氢氧化铁胶体 D.图IV:淀粉水解及产物检验
4.吲哚布芬是抗血栓药物,结构如图所示。关于该有机物说法错误的是
A.分子式为C18H17NO3 B.存在对映异构体
C.1mol吲哚布芬最多能与2molNaOH反应 D.不能使酸性KMnO4溶液褪色
5.古文献《余冬录》中对胡粉[主要成分为2PbCO3 Pb(OH)2]制法的相关描述:“铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者(Pb),炒为黄丹(Pb3O4)。黄丹滓为密陀僧(PbO)”。下列说法错误的是( )
A.2PbCO3 Pb(OH)2属于碱式盐
B.Pb3O4与硫酸反应只生成PbSO4和水
C.“化不白者,炒为黄丹”的过程中发生了氧化还原反应
D.密陀僧与碳粉高温加热可以制得铅
6.M和N是合成造影剂碘番酸的重要中间体,结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.M分子中有2种含氧官能团
B.M分子中可能共平面的原子数最多有23个
C.N与足量H2加成后产物中含2个手性碳原子
D.1molN与足量H2反应(—NO2转化为—NH2)时最多消耗3molH2
7.超酸HSbF6是石油重整中常用的催化剂,实验室常以SbCl3、Cl2和HF为原料通过反应SbCl3+Cl2=SbCl5、SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl制备。制备SbCl5的实验装置如图所示。已知:SbCl3的熔点73.4℃,沸点220.3℃,易水解;SbCl5的熔点3.5°C,液态SbCl5在140℃时即发生分解,2.9kPa下沸点为79℃,也易水解。下列说法不正确的是( )
A.装置I中的a为冷凝水的进水口
B.装置II的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气
C.SbCl5制备完成后,可直接常压蒸馏分离出SbCl5
D.由SbCl5制备HSbF6时,不能选用玻璃仪器
8.正丁醛经催化加氢可得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为提纯1-丁醇设计如图路线。
已知:①1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚;
②R-CHO+NaHSO3(饱和)→R-CH(OH)SO3Na↓。
下列说法错误的是( )
A.试剂a为饱和NaHSO3溶液,试剂b为乙醚 B.操作I和操作III均为过滤
C.无水MgSO4的作用是干燥除水 D.蒸馏时冷却水应从球形冷凝管的上口进入
9.碘广泛应用于医疗、染料等方面,如图是碘单质的一种制备方法,下列说法错误的是( )
A.“操作1”的目的是富集碘元素
B.“操作2”可以有反萃取操作
C.“转化”过程每生成2mol沉淀,转移2mol电子
D.“氧化”过程中,Cl2与FeI2物质的量之比为1.25:1时,发生的离子方程式为:2Fe2++4I—+3Cl2=2Fe3++2I2+6Cl—
10.[Rh(CO)2I2]-为平面结构,可以作为CH3OH和CO反应制备CH3COOH的催化剂,反应历程如下图所示,下列说法错误的是( )
A.A离子中Rh原子的杂化轨道类型为sp3
B.反应的总方程式为CH3OH+COCH3COOH
C.化合物E生成CH3COOH的过程为取代反应
D.CH3OH和CO反应制备CH3COOH的反应历程有2种
本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验操作
A 测定NaHCO3与Na2CO3 混合物中碳酸钠质量分数 将固体溶于水配制成溶液,分别以酚酞 和甲基橙为指示剂,用标准盐酸滴定
B 比较HClO与CH3COOH的酸性 用pH计测量相同浓度NaClO 溶液和CH3COONa溶液的pH
C 提纯混有KNO3杂质的NaCl固体 将固体溶于水,蒸发浓缩,冷却结晶、过滤
D 比较Cl2、Br2、I2的氧化性 向KBr、KI混合溶液中依次加 入少量氯水和CCl4,振荡,静置
12.科学家设计了一种高效、低能耗制备H2O2的装置,装置如图所示.下列有关说法不正确的是( )
A.阴极区产生2molOH-时,参加反应的O2在标准状况下的体积为
B.a为电源的正极
C.阳极区反应为-2e-+3OH-=2H2O+
D.该装置中,离子交换膜为阳离子交换膜
13.东南大学化学化工学院张袁健教授探究Fe—N—C和Co—N—C分别催化H2O2分解的反应机理,部分反应历程如图所示(MS表示吸附在催化剂表面物种;TS表示过渡态):
下列说法错误的是( )
A.催化效果:催化剂Co—N—C高于催化剂Fe—N—C
B.Fe—N—C催化:MS1(s)=MS2(s) ΔH=-0.22eV
C.催化剂Fe—N—C比催化剂Co—N—C的产物更容易脱附
D.Co—N—C催化H2O2分解吸热,Fe—N—C催化H2O2分解放热
14.某电镀厂废水的pH为0.45,主要含有Sn2+、Ni2+和SO,还含有少量的Fe2+和Co2+,处理该废水的一种工艺流程如图所示:
下列叙述中错误的是( )
A.“氧化沉铁”时,可适当升高温度加快反应速率
B.调节pH至6.5,进行“氧化沉钴”的离子方程式为ClO-+2Co2++H2O+4OH-=2Co(OH)3↓+Cl-
C.“滤液”中溶质主要为Na2SO4,可回收利用
D.“酸溶”所得SnSO4经电解可回收得到金属Sn
15.常温下,向1升1.0mol·L-1的NaClO溶液中缓慢通入SO2气体,使其充分吸收,溶液pH与通入SO2的物质的量关系如图所示(忽略溶液体积变化及NaClO、HClO的分解,以上发生的氧化还原反应均为不可逆反应)。下列说法错误的是( )
A.常温下,HClO电离平衡常数的数量级为10-8
B.a点溶液中:c(ClO-)C.b点溶液中:c(Cl-)+c()>c(ClO-)+c(HClO)
D.c点溶液中:c(Cl-)+2c()+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
本题共5小题,共60分。
16.FeSe、FeAs是近年来常用的高温表层超导材料,其母体常SrTiO3。请回答下列问题:
(1)基态Se原子的电子排布式为__________,As的第一电离能比Se大,其原因__________。
(2)SrTiO3为白色结晶粉末,熔点2020℃。SrTiO3的晶体类型为__________,的空间构型为__________。
(3)用SrTiO3做电极材料,通过光电解可将H2O和CH4催化合成CH3OH,其工作原理如图所示,羟基自由基(·OH)的电子式为__________,H2O、H2O2、CH4中键角的大小顺序为__________。
(4)Fe、Se、Li形成的一种新型超导材料的晶胞如图所示,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。Li原子①的坐标为(0,0,0),Se原子②的坐标为(),Se原子③的坐标为(),则Fe原子④的坐标为__________;已知晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为__________g·cm-3(列式表示)。
17.二氧化铈可用在化妆品中起到抗紫外线作用,工业上以氟碳铈矿(CeCO3F,含Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备二氧化铈、硫酸铝铵晶体和硫酸亚铁铵晶体,其工艺流程如图所示:
已知:①Ce2O3易溶于强酸;CeO2不溶于硫酸,也不溶于NaOH溶液。
②Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38;Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33;Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17;当离子浓度≤10-5mol/L,可认为沉淀完全。
回答下列问题:
(1)氟碳铈矿“氧化焙烧”化学方程式为___________,此时气体与矿料逆流而行进行投料,目的是___________。
(2)浓盐酸价格便宜,但是溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是___________,可用稀硫酸和双氧水代替,则加入试剂的顺序是___________。
(3)“滤液Ⅱ”中NH4HCO3加入量(图a)、最佳比例时沉淀反应的温度(图b)与铈的沉淀率关系如图所示:
根据图分析:沉铈时应选择最佳条件为___________。
(4)Ce2(CO3)3经充分焙烧质量减少5.8t,则获得CeO2的质量为___________t。
(5)“滤液Ⅰ”中加入物质X和物质Y分别是___________、___________(填序号),制备硫酸铝铵晶体时,理论上向“滤渣Ⅲ”中加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为___________。
a.铁粉 b.铝粉 c.浓氨水 d.Al(OH)3 e.NaOH
18.五氧化二氮(N2O5)是有机合成中常用的绿色硝化剂。N2O5常温下为白色固体,可溶于CH2Cl2等氯代烃溶剂,微溶于水且与水反应生成强酸,高于室温时不稳定。
(1)某化学兴趣小组设计臭氧(O3)氧化法制备N2O5,反应原理为N2O4+O3=N2O5+O2。实验装置如图,回答下列问题:
①装置C的名称 ,装置D的作用是 ;装置E的作用是 。
②写出装置A中发生反应的离子方程式 。
③实验时,将装置C浸入 (填“热水”或“冰水”)中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气。
(2)判断C中反应已结束的现象是 。
(3)用滴定法测定N2O5粗产品中N2O4的含量。取2.0g粗产品,加入20.00mL0.1250mol·L-1酸性高锰酸钾溶液。充分反应后,用0.1000mol·L-1H2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。(已知:H2O2与HNO3不反应且不考虑其分解)
①产品中N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为 。
②判断滴定达到终点的现象是 。
③产品中N2O4的质量分数为 (保留到小数点后两位)。
19.疫情期间,杀菌剂的使用量大大增加.J是一种新型杀菌剂,其合成路线如下:
已知:①RCOOCH3

(1)A中含氧官能团的名称为__________;J的分子式为__________。
(2)由C生成D的反应类型为__________。
(3)由A生成B的化学方程式__________。
(4)G的结构简式为__________。
(5)F的同分异构体中,含有苯环、—NH2且能发生银镜反应的有______种。
(6)写出以异烟醛()、乙醇、水合肼为原料,制备异烟肼()的合成路线__________。
20.环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂。在液相有机体系中,可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:①敞口容器可看成恒压装置,体系压强在反应过程中与大气压(1×105Pa)相等;
②反应中产生的CO2物质的量相对于空气中很少,故可忽略不计,空气中CO2的体积分数约为0.04%;
③气体和液体共存于同一体系,如在溶剂E中发生的反应A(l)+B(g)D(l),其平衡常数表达式可表示为K=(p为气体分压,x为液相体系中物质的物质的量分数,xA+xD+xE=1)。
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的焓变ΔH随温度T的变化如图所示。据图判断,表示反应Ⅰ的焓变曲线为_______(填“a”“b”或“c”);反应Ⅱ在_______(填“高温”或“低温”)下可自发进行。
(2)为研究上述反应的平衡关系,向敞口反应容器中加入1.0 mol DMC和1.0 mol GL,控制温度为T3℃。平衡时,测得液相体系中GLD的物质的量分数xGLD=10%,反应Ⅱ的平衡常数K2=40Pa,平衡时GLD的产率=_______%,体系放出热量=_______kJ,反应Ⅰ各组分以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数K1=_______。同温下,向上述体系中注入惰性四氯化碳稀释,重新达到平衡时,GLD的产率将_______(填“增大”“减小”或“不变"),GLD与CH3OH物质的量之比n(GLD)∶n(CH3OH)=_______。
(3)以W表示体系中加入CCl4与反应物物质的量的比值。实验测定W不同时,DMC的平衡转化率和GLD的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
其中纵坐标表示GLD平衡产率的是图_______(填“甲”或“乙”);W最大的是_______(填“W1”“W2”或“W3”)。图丙为在不同催化剂下反应相同时间。DMC的转化率随温度变化的关系,图丙上的_______(填字母)点可能是甲、乙两图像所测绘时选取的位置。

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