湖南省2024年高考真题化学试题
1.(2024·湖南)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是( )
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
2.(2024·湖南)下列化学用语表述错误的是( )
A.的电子式:
B.异丙基的结构简式:
C.NaCl溶液中的水合离子:
D.分子中键的形成:
3.(2024·湖南)下列实验事故的处理方法不合理的是( )
实验事故 处理方法
A 被水蒸气轻微烫伤 先用冷水处理,再涂上烫伤药膏
B 稀释浓硫酸时,酸溅到皮肤上 用的NaHCO3溶液冲洗
C 苯酚不慎沾到手上 先用乙醇冲洗,再用水冲洗
D 不慎将酒精灯打翻着火 用湿抹布盖灭
A.A B.B C.C D.D
4.(2024·湖南)下列有关化学概念或性质的判断错误的是( )
A.分子是正四面体结构,则没有同分异构体
B.环己烷与苯分子中键的键能相等
C.甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于
D.由与组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
5.(2024·湖南)组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是( )
A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
6.(2024·湖南)下列过程中,对应的反应方程式错误的是( )
A 《天工开物》记载用炉甘石()火法炼锌
B 用作野外生氢剂
C 饱和溶液浸泡锅炉水垢
D 绿矾()处理酸性工业废水中的
A.A B.B C.C D.D
7.(2024·湖南)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是( )
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
8.(2024·湖南)为达到下列实验目的,操作方法合理的是( )
实验目的 操作方法
A 从含有的NaCl固体中提取 用CCl4溶解、萃取、分液
B 提纯实验室制备的乙酸乙酯 依次用溶液洗涤、水洗、分液、干燥
C 用标准溶液滴定未知浓度的溶液 用甲基橙作指示剂进行滴定
D 从明矾过饱和溶液中快速析出晶体 用玻璃棒摩擦烧杯内壁
A.A B.B C.C D.D
9.(2024·湖南)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:
C.和所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为杂化
10.(2024·湖南)在水溶液中,电化学方法合成高能物质时,伴随少量生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.电解时,向Ni电极移动
B.生成的电极反应:
C.电解一段时间后,溶液pH升高
D.每生成的同时,生成
11.(2024·湖南)中和法生产的工艺流程如下:
已知:①的电离常数:,,
②易风化。
下列说法错误的是( )
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入溶液
B.“调pH”工序中X为或
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
12.(2024·湖南)是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,晶胞如图所示,下列说法错误的是( )
A.合成反应中,还原剂是和C
B.晶胞中含有的个数为4
C.每个周围与它最近且距离相等的有8个
D.为V型结构
13.(2024·湖南)常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.水的电离程度:
B.M点:
C.当时,
D.N点:
14.(2024·湖南) 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.,
D.L、M、N三点的平衡常数:
15.(2024·湖南) 亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备的反应原理如下:
实验步骤如下:
分别称取和粉置于乙腈()中应,回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下:
已知:①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂;
②相关物质的信息如下:
②相关物质的信息如下:
化合物
相对分子质量 327.5 371
在乙腈中颜色 无色 蓝色
回答下列问题:
(1)下列与实验有关的图标表示排风的是____(填标号);
A. B. C. D.
E.
(2)装置Ⅰ中仪器M的名称为 ;
(3)装置Ⅰ中反应完全的现象是 ;
(4)装置Ⅰ和Ⅱ中气球的作用是 ;
(5)不能由步骤c直接获得,而是先蒸馏至接近饱和,再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是
(6)为了使母液中的结晶,步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是____(填标号);
A.水 B.乙醇 C.乙醚
(7)合并步骤d和e所得的产物,总质量为,则总收率为 (用百分数表示,保留一位小数)。
16.(2024·湖南) 铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于时,可忽略该离子的存在;
② ;
③易从溶液中结晶析出;
④不同温度下的溶解度如下:
温度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列问题:
(1)Cu属于 区元素,其基态原子的价电子排布式为 ;
(2)“滤液1”中含有和,“氧化酸浸”时反应的离子方程式为 ;
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的:
①在“氧化酸浸”工序中,加入适量的原因是 。
②在“除金”工序溶液中,浓度不能超过 。
(4)在“银转化”体系中,和浓度之和为,两种离子分布分数随浓度的变化关系如图所示,若浓度为,则的浓度为 。
(5)滤液4中溶质主要成分为 (填化学式);在连续生产的模式下,“银转化”和“银还原”工序需在℃左右进行,若反应温度过高,将难以实现连续生产,原因是 。
17.(2024·湖南) 化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件忽略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有 组吸收峰;
(2)化合物D中含氧官能团的名称为 、 ;
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是 ;
(4)在同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为 (填标号);
①②③
(5)化合物的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中加成反应的化学方程式为 ;
(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线 (HCN等无机试剂任选)。
18.(2024·湖南) 丙烯腈()是一种重要的化工原料。工业上以为载气,用作催化剂生产的流程如下:
已知:①进料混合气进入两釜的流量恒定,两釜中反应温度恒定:
②反应釜Ⅰ中发生的反应:
ⅰ:
③反应釜Ⅱ中发生的反应:
ⅱ:
ⅲ:
④在此生产条件下,酯类物质可能发生水解。
回答下列问题:
(1)总反应 (用含、、和的代数式表示);
(2)进料混合气中,出料中四种物质(、、、)的流量,(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图:
①表示的曲线是 (填“a”“b”或“c”);
②反应釜Ⅰ中加入的作用是 。
③出料中没有检测到的原因是 。
④反应后,a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是 。
(3)催化剂再生时会释放,可用氨水吸收获得。现将一定量的固体(含水)置于密闭真空容器中,充入和,其中的分压为,在℃下进行干燥。为保证不分解,的分压应不低于 (已知 分解的平衡常数);
(4)以为原料,稀硫酸为电解液,Sn作阴极,用电解的方法可制得,其阴极反应式 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】化学电源新型电池;化学在自然资源和能源利用中的作用
【解析】【解答】A、理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点,A选项正确。
B、氢氧燃料电池的能量利用率高,且产物为水,不会造成污染,B选项正确。
C、锂离子电池放电时为原电池,Li+从负极移向正极;充电时为电解池,Li+从阳极移向阴极,C选项正确。
D、太阳能电池将太阳能够转化为电能,D选项错误。
故答案为:D
【分析】A、理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点。
B、氢气与氧气反应生成水,不会造成污染。
C、结合原电池、电解池装置中离子的移动方向分析。
D、太阳能电池将太阳能转化为电能。
2.【答案】C
【知识点】化学键;电解质在水溶液中的电离;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、NaOH是由Na+和OH-构成的,其电子式为,A选项正确。
B、异丙基的结构简式为,B选项正确。
C、Na+带有正电荷,形成水合离子时,H2O中的O原子应与Na+结合,H原子应与Cl-结合,C选项错误。
D、Cl2分子中σ键的形成过程为,D选项正确。
故答案为:C
【分析】A、NaOH是由Na+和OH-构成的。
B、异丙基的结构简式为-CH(CH3)2。
C、根据正负电荷相互吸引分析。
D、结合Cl2分子中σ键的形成分析。
3.【答案】B
【知识点】化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A、被水蒸气轻微烫伤,先用冷水降温处理,再涂上烫伤药膏,A选项正确。
B、酸溅到皮肤上,应先用水冲洗,再用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗,B选项错误。
C、苯酚易溶于酒精,因此苯酚不慎沾到手上,可先用乙醇冲洗,再用水冲洗,C选项正确。
D、不慎将酒精灯碰翻着火,可用湿抹布盖灭,D选项正确。
故答案为:B
【分析】A、轻微烫伤,可先用冷水降温,再涂上烫伤药膏。
B、酸溅到皮肤上,应先用水冲洗,再涂上NaHCO3溶液。
C、苯酚易溶于酒精。
D、酒精灯着火,可用湿抹布盖灭。
4.【答案】B
【知识点】苯的结构与性质;甲烷的组成与结构
【解析】【解答】A、CH4是正四面体结构,因此CH2Cl2不存在同分异构体,A选项正确。
B、环己烷与苯分子的空间结构不同,因此其中所含的C-H的键能不同,B选项错误。
C、的相对分子质量为92,因此甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于,C选项正确。
D、大多数离子液体含有体积较大的阴阳离子,因此由R4N+与PF6-组成的离子液体常温下呈业态,与其离子的体积较大有关,D选项正确。
故答案为:B
【分析】A、CH4的正四面体结构,决定了CH2Cl2没有同分异构体。
B、环己烷与苯的空间结构不同。
C、根据相对分子质量大小分析。
D、大多数离子液体哈游体积较大的阴阳离子。
5.【答案】A
【知识点】核酸
【解析】【解答】A、DNA的戊糖为脱氧核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。RNA的戊糖为核糖,碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。二者的碱基不同,戊糖不同,A选项错误。
B、碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合形成核酸,B选项正确。
C、核苷酸含磷酸基团与碱反应,含碱基与酸反应,C选项正确。
D、DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对;RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,D选项正确。
故答案为:A
【分析】A、DNA的戊糖为脱氧核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。RNA的戊糖为核糖,碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。
B、碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合形成核酸。
C、核苷酸含有磷酸基团、碱基。
D、DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对;RNA中国尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。
6.【答案】A
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A、炉甘石火法炼锌的过程中发生反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑,A选项错误。
B、CaH2能与H2O反应生成Ca(OH)2和H2,可用于野外生氢,该反应的化学方程式为:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,B选项正确。
C、水垢中含有CaSO4,加入Na2CO3溶液后,可转化为更难溶的CaCO3,该反应的离子方程式为CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq),C选项正确。
D、Cr2O72-具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,自身还原为Cr3+,该反应的离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,D选项正确。
故答案为:A
【分析】A、氧原子的个数不守恒。
B、CaH2与H2O反应生成H2。
C、水垢中的CaSO4可转化为更难溶的CaCO3。
D、Cr2O72-具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+。
7.【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】A、稀硝酸无法使铜丝发生钝化,开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,是由于c(HNO3)小,反应速率慢,A选项错误。
B、铜与稀硝酸反应生成NO,NO进一步与锥形瓶内空气中的O2反应,生成红棕色的NO2,B选项错误。
C、红棕色的NO2能与H2O发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,红棕色的NO2逐渐转化为无色的NO,C选项正确。
D、随着NO的产生,锥形瓶内压强增大,溶液进入长颈漏斗内,使得铜丝与溶液脱离接触,反应停止,硝酸是否完全反应,无法确定,D选项错误。
故答案为:C
【分析】铜丝与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。反应生成的NO与空气中的O2发生反应2NO+O2=2NO2,产生红棕色气体。NO2与H2O发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO。据此结合选项分析。
8.【答案】D
【知识点】指示剂;蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A、I2在加热过程中易升华,因此可对混合物进行加热,I2升华转化为气态,遇冷凝华形成固态I2,A选项错误。
B、乙酸乙酯能与NaOH溶液反应。提纯实验室制备的乙酸乙酯,应用饱和Na2CO3溶液洗涤、水洗、分液、干燥,B选项错误。
C、用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,滴定终点得到CH3COONa溶液,显碱性,应选用酚酞溶液做指示剂,C选项错误。
D、为了使过饱和溶液中析出晶体,可用玻璃棒摩擦与溶液接触处的试管壁,以使晶体聚集。因此用玻璃棒摩擦烧杯内壁,可使明矾过饱和溶液快速析出晶体,D选项正确。
故答案为:D
【分析】A、提取NaCl固体中的I2可采用升华法。
B、乙酸乙酯能与NaOH溶液反应。
C、滴定终点CH3COONa溶液显碱性,应选用酚酞做指示剂。
D、用玻璃棒摩擦与溶液接触处得到试管壁,以促进晶体的聚集。
9.【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、由P、Q的结构图可知,P和Q分子都满足对称性,且正负电荷重心重合,因此都属于非极性分子,A选项错误。
B、B、C、N三种元素位于同一周期,核电荷数越大,第一电离能越大。由于N的2p能级为半充满稳定结构,难以失去电子,因此N的第一电离能大于C。所以三种元素的第一电离能大小B<C<N,B选项正确。
C、由分子结构可知,P的分子式为C24H12,Q的分子式为B12N12H12。一个P、Q分子中所含的电子数都是156,因此1molP和1molQ所含电子数相同,C选项正确。
D、由分子结构壳子,P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键,P和Q分子呈平面结构。因此P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化,D选项正确。
故答案为:A
【分析】A、根据正负电荷的重心是否重合判断极性分子和非极性分子。
B、同周期元素第一电离能从左到右依次增大,第ⅡA族、ⅤA族为半满、全满状态,结构稳定,难以失去电子。
C、根据P、Q的分子式确定分子中所含的电子数。
D、根据价层电子对数判断为VSEPR模型。
10.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、在电解池中,阴离子移向阳极。所以电解时,OH-向Pt电极移动,A选项错误。
B、C3N8H4在Pt电极发生失电子的氧化反应,生成C6N164-,其电极反应式为:2C3N8H4-4e-+8OH-=C6N164-+8H2O,B选项正确。
C、电解过程中,阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因此电解过程中的总反应式为2C3N8H4+4OH-=C6N164-+4H2O+2H2↑,反应过程中消耗OH-,溶液中c(OH-)减小,pH减小,C选项错误。
D、每生成1molH2的同时转移2mol电子,阳极上失去2mol电子,由于反应过程中阳极上伴随有少量O2生成,因此反应生成的n(K4C6N16)<0.5mol,D选项错误。
故答案为:B
【分析】电解过程中Pt电极为阳极,过程中C3N8H4发生失电子的氧化反应,生成C6N164-,其电极反应式为2C3N8H4-4e-+8OH-=C6N164-+8H2O。Ni电极为阴极,溶液中H2O电离产生的H+发生得电子的还原反应,生成H2,其电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。据此结合选项分析。
11.【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、H3PO4能与Fe反应,因此为防止H3PO4与铁质容器反应,应先加入Na2CO3溶液,再加入H3PO4溶液,A选项正确。
B、“中和”工序中,若加入的Na2CO3过量,则“调pH”时,应加入H3PO4;若加入的H3PO4过量,则“调pH”时应加入NaOH,B选项正确。
C、“结晶”工序中溶液中的溶质为Na2HPO4,溶液中HPO42-的水解平衡常数,所以HPO42-的水解程度大于其电离程度,因此溶液显碱性,C选项错误。
D、由于Na2HPO4·12H2O易风化,因此在“干燥”工序中,为防止Na2HPO4·12H2O失去结晶水,应在低温下进行,D选项正确。
故答案为:C
【分析】A、H3PO4能与Fe反应。
B、根据反应过程中H3PO4和Na2CO3的量分析。
C、根据HPO42-电离水解程度的相对大小分析。
D、温度过高,Na2HPO4·12H2O易失去结晶水。
12.【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;氧化还原反应
【解析】【解答】A、反应过程中LiH中H元素由-1价变为0价,发生氧化反应,因此LiH为还原剂。C由0价变为+4价,发生氧化反应,因此C为还原剂。所以,该合成反应中,还原剂为LiH和C,A选项正确。
B、该晶胞中Li+位于面上,因此晶胞中所含Li+的个数为,B选项正确。
C、以位于体心的CN22-为中心,与之最近且距离相等的Li+共有8个,C选项正确。
D、CN22-中心碳原子的价层电子对数为,因此CN22-为直线型,D选项错误。
故答案为:D
【分析】A、根据反应过程中元素化合价变化分析。
B、根据均摊法确定晶胞中Li+的个数。
C、根据晶胞结构分析。
D、根据中心原子的价层电子对数分析。
13.【答案】D
【知识点】水的电离;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、由分析可知,M点溶液的溶质为HCOONa和NaOH,NaOH抑制水的电离。N点溶液的溶质为HCOONa,HCOO-的水解促进水的电离。因此水的电离程度M<N,A选项正确。
B、M点溶液的溶质为等浓度的HCOONa和NaOH。由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCOO-),M点时溶液中c(HCOO-)=c(OH-),又c(HCOOH)=c(HCOO-),因此溶液中2c(OH-)=c(Na+)c(H+),B选项正确。
C、当V(HCOOH)=10mL,即M点时,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCOO-)和物料守恒c(Na+)=2c(HCOo-)+2c(HCOOH)。二者联立可得c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),C选项正确。
D、N点时加入HCOOH溶液的体积为20mL,此时HCOOH和NaOH恰好完全反应,所得为HCOONa。溶液中HCOO-水解使得溶液显碱性。因此溶液中微粒浓度关系为c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(HCOOH)>c(H+),D选项错误。
故答案为:D
【分析】HCOOH是一种弱酸,在滴加HCOOH溶液的过程中发生反应HCOOH+NaOH=HCOONa+H2O。当加入HCOOH溶液的体积为10mL,即M点时,溶液中的溶质为等浓度的NaOH和HCOONa。当加入HCOOH溶液的体积为20mL,即N点时,溶液中的溶质为HCOONa。据此结合溶液中的电离、水解和三个守恒(物料守恒、质子守恒和电荷守恒)分析。
14.【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、由曲线a、d的变化趋势可知,投料比x代表,A选项错误。
B、随着投料比增大,生成CH3COOH越多,因此曲线a、b代表δ(CH3COOH);曲线c、d代表δ(CH3COOCH3),B选项错误。
C、由图像可知,当投料比相同时,随着温度升高,主反应的平衡正向移动,因此ΔH1>0。副反应的平衡逆向移动,ΔH2<0,C选项错误。
D、L、M、N三点对应副反应ΔH2<0,且三点温度N>M=L。升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,因此K(L)=K(M)>K(N),D选项正确。
故答案为:D
【分析】由曲线a、d的变化趋势可知,投料比x代表,曲线a、b代表δ(CH3COOH),曲线c、d代表δ(CH3COOCH3)。投料比相同时,温度升高,δ(CH3COOH)增大,说明升高温度主反应的平衡正向移动。而δ(CH3COOCH3)减小,说明副反应平衡逆向移动。化学平衡常数只与温度有关,温度升高烦热反应的平衡常数减小。据此结合选项分析。
15.【答案】(1)D
(2)球形冷凝管
(3)溶液蓝色褪去变为无色
(4)排出装置内空气,防止制备的产品被氧化
(5)冷却过程中降低在水中的溶解度
(6)C
(7)81.2%
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)A、图示为护目镜,A不符合题意。
B、图示表示明火,B不符合题意。
C、图示表示热烫,C不符合题意。
D、图示表示排风,D符合题意。
E、图示表示吸收,E不符合题意。
故答案为:D
(2)装置Ⅰ中仪器M为球形冷凝管。
故答案为:球形冷凝管
(3)装置Ⅰ中蓝色的Cu(ClO4)2·6H2O反应生成[Cu(CH3CN)4]ClO4,]为无色溶液。因此当装置Ⅰ中反应完全后,溶液由蓝色变为无色。
故答案为:溶液蓝色褪去变为无色
(4)装置Ⅰ和装置Ⅱ中Cu元素的化合价为+1价,易被空气中的O2氧化,通入N2可排出装置内的空气中O2,防止+1价的Cu元素被氧化。
故答案为:排出装置内空气,防止制备的产品被氧化
(5)冷却过程中可降低产品的溶解度,防止产品溶解造成损耗。
故答案为:冷却过程中降低[Cu(CH3CN)4]ClO4在水中的溶解度
(6)由于乙腈具有强极性,水和乙醇都是极性分子,根据“相似相溶”规律,水和乙醇都会与乙腈互溶,破坏配合物的结构,因此需选用非极性溶剂乙醚,C符合题意。
故答案为:C
(7)3.71gCu(ClO4)2·6H2O的物质的量,与0.01molCu反应生成0.02mol[Cu(CH3CN)4]ClO4,其质量为0.02mol×327.5g·mol-1=6.55g。因此总收率为。
故答案为:81.2%
【分析】(1)根据选项各图标的含义分析。
(2)根据图示仪器确定其名称。
(3)根据与装置Ⅰ发生的反应,结合物质的颜色分析。
(4)利用N2排出装置内的空气,防止+1价Cu被氧化。
(5)冷却过程中温度降低,可减少产品在水中的溶解。
(6)乙腈具有强极性,能与水、乙醇互溶,破坏配合物得到结构。
(7)根据反应的化学方程式计算理论上生成[Cu(CH3CN)4]ClO4的物质的量,从而计算总收率。
16.【答案】(1)Ds;3d104s1
(2)
(3)使银元素转化为AgCl沉淀;0.5
(4)0.05
(5);高于40℃后,的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,难以实现连续生产
【知识点】原子核外电子排布;化学平衡常数;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)Cu的原子序数为29,其核外电子排布式为[Ar]]3d104s1,因此Cu属于ds区元素。其价层得电子排布式为3d104s1。
故答案为:ds;3d104s1
(2)“氧化酸浸”过程中Cu2Se被氧化为Cu2+和H2SeO3,过程中Cu元素由+1价变为+2价,失去1×2+6×1=8个电子;H2O2中O元素由-1价变为-2价,得到1×2=2个电子。根据得失电子守恒可得,Cu2Se的系数为1,Cu2+的系数为2,H2SeO3的系数为1;H2O2的系数为4。根据电荷守恒可得,反应物中含有H+,且其系数为4。根据H原子守恒可得生成物中含有H2O,且其系数为5。因此该反应的离子方程式为:Cu2Se+4H2O2+4H+=2Cu2++H2SeO3+5H2O。
故答案为:Cu2Se+4H2O2+4H+=2Cu2++H2SeO3+5H2O
(3)①“氧化酸浸”工序中,加入适量NaCl,可增大溶液中c(Cl-),使Ag+转化为AgCl沉淀。
故答案为:使银元素转化为AgCl沉淀
②“除金”工序中加入NaCl是溶液中的Au元素转化为Na[AuCl4];使Ag元素转化为AgCl沉淀。为防止Ag元素形成可溶性[AgCl2]-,因此控制加入NaCl的量。当溶液中[AgCl2]-浓度低于1.0×10-5mol·L-1时,则溶液中不含有[AgCl2]-,由反应AgCl(s)+Cl-(aq) [AgCl2]-(aq)的平衡常数可得,此时溶液中c(Cl-)=0.5mol·L-1。因此在“除金”工序中,Cl-浓度不能够超过0.5mol·L-1。
故答案为:0.5
(4)在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075mol·L-1,溶液中存在可逆反应:[Ag(SO3)2]3-+SO32- [Ag(SO3)3]5-,当溶液中c(SO32-)=0.5mol·L-1时,溶液中c([Ag(SO3)2]3-)=c([Ag(SO3)3]5-)=0.0375mol·L-1,该反应的平衡常数。当溶液中c(SO32-)=1.0mol·L-1时,,解得c([Ag(SO3)3]5-)=0.05mol·L-1。
故答案为:0.05
(5)滤液4进入“银转化”工序中循环利用,而该工序中需加入Na2SO3,因此滤液4中的溶质为Na2SO3。由Na2SO3的溶解度数据可知,当温度高于40℃时,Na2SO3的溶解度随温度的升高而减小。因此当温度高于40℃时,溶液中c(Na2SO3)减小,“银转化”和“银还原”效率下降,难以实现连续生产。
故答案为:Na2SO3;高于40℃后,Na2SO3的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,难以实现连续生产
【分析】(1)根据Cu的核外电子排布式,确定Cu元素的分区位置和价电子排布式。
(2)Cu2Se中Cu元素为+1价,Se为-1价,“氧化酸浸”过程中Cu元素被氧化为+2价Cu2+,Se元素被氧化为+4价H2SeO3,据此写出反应的离子方程式。
(3)①加入NaCl,可使溶液中的Ag+转化为AgCl沉淀。
②“除金”工序中应防止AgCl与Cl-进一步反应生成[AgCl2]-,结合AgCl与Cl-反应的平衡常数进行计算。
(4)“银转化”体系中存在可逆反应[Ag(SO3)2]3-+SO32- [Ag(SO3)3]5-,结合反应的平衡常数进行计算。
(5)滤液4可进入“银转化”中循环利用,因此滤液4中的溶质为Na2SO3。当温度高于40℃时,Na2SO3在水中的溶解度降低,溶液中c(Na2SO3)降低,“银转化”与“银还原”效率降低。
17.【答案】(1)6
(2)醛基;醚键
(3)先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化
(4)①③②
(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;有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)化合物A的结构简式为,分子结构没有对称性,因此共含有6种不同化学环境的H原子。所以化合物A在核磁共振氢谱上有6组吸收峰。
故答案为:6
(2)化合物D的结构简式为,其中所含的含氧官能团有醛基和醚键。
故答案为:醛基;醚键
(3)反应③将酚羟基转化为醚键,反应④将醛基氧化为酯基。因此反应③是为了保护酚羟基,防止在氧化醛基过程中酚羟基也被氧化。因此反应③和反应④不可对换。
故答案为:先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化
(4)化合物①中F的电负性强,因此-CF3为拉电子基团,使得酯基中C-O化学键的极性增强,容易断裂,因此化合物①的水解速率快。化合物②中-CH3为推电子基团,使得酯基中国C-O化学键的极性减弱,因此化合物②的水解速率减慢。所以三种物质的水解速率由大到小的顺序为①③②。
故答案为:①③②
(5)化合物G与ClCH2COCH3发生取代反应,酚羟基上的H原子被-CH2COCH3取代,所得产物中-CHO的碳氧双键与-CH2中H原子发生加成反应,所得产物中羟基发生消去反应,得到产物H。因此其中加成反应的化学方程式为。
故答案为:
(6)可由发生缩聚反应得到;而可由发生水解反应得到;而可由与HCN发生加成反应得到;可由与Cl2CHOCH3反应得到。因此该合成路线图如下:。
故答案为:
【分析】(1)根据结构的对称性确定吸收峰的种类。
(2)根据化合物D的结构简式确定其所含的含氧官能团。
(3)反应③是为了保护酚羟基,防止酚羟基被氧化。
(4)根据-CF3、-CH3、-H对酯基中C-O键极性的影响分析。C-O键的极性增强,则C-O键容易断裂水解反应速率快。
(5)根据过程中发生的反应进行分析。
(6)可由发生缩聚反应得到;而可由发生水解反应得到。据此设计合成路线图。
18.【答案】(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2)c;降低分压有利于反应i平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率;CH2=CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解;反应时间过长,催化剂中毒活性降低,反应速率降低,故产物减少
(3)40
(4)Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4
【知识点】盖斯定律及其应用;电极反应和电池反应方程式;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,总反应的反应热ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
故答案为:ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2)①根据总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)+H2O(g),设进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol,n(C2H5OH)=2mol,出料气中CH2=CHCOOC2H5含量很少,则生成n(CH2=CHCONH2)+n(C2H5OH)≈1mol,生成n(H2O)=2mol,出料气中n(C2H5OH)=3mol。因此出料气中n(CH2=CHCONH2):n(C2H5OH):n(H2O)=1:3:2。所以曲线c表示CH2=CHCONH2。
故答案为:c
②反应釜Ⅰ中发生反应ⅰ是气体体积增大的反应,因此加入C2H5OH降低分压,有利于反应ⅰ平衡正向移动;同时提高醇的浓度,可以使酯的水解程度降低,从而提高产率。
故答案为:降低分压有利于反应ⅰ平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率
③丙烯酰胺(CH2=CHCONH2)的分解温度约为160℃~170℃,出料中没有检测到CH2=CHCONH2的原因可能是CH2=CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解反应。
故答案为:CH2=CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解反应
④反应11h后,a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是反应时间过长,催化剂中毒,活性降低,反应速率降低,因此产物减少。
故答案为:反应时间过长,催化剂中毒活性降低,反应速率降低,故产物减少
(3)0.72gH2O的物质的量为0.04mol,因此p(H2O)=2.5×102kPa·mol-1×n(H2O)=10kPa,NH4HCO3分解的反应为NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑,根据NH4HCO3分解的平衡常数Kp=p(NH3)×p(CO2)×p(H2O)=4×104,解得p(NH3)=40kPa。故为保证NH4HCO3不分解,NH3的分压应不低于40kPa。
故答案为:40
(4)Sn(CH2CH2CN)4是有机化合物,与水不互溶,在水中不电离。以CH2=CHCN为原料在Sn做的阴极得电子制得Sn(CH2CH2CN)4,因此阴极的电极反应式为Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4。
故答案为:Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4
【分析】(1)根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
(2)①根据总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)+H2O(g),设进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol,n(C2H5OH)=2mol,出料气中CH2=CHCOOC2H5含量很少,则生成n(CH2=CHCONH2)+n(C2H5OH)≈1mol,生成n(H2O)=2mol。因此出料气中n(C2H5OH)=3mol。
②反应釜Ⅰ中发生反应ⅰ是气体体积增大的反应。
③反应釜Ⅱ中温度较高,使CH2=CHCONH2发生分解。
④催化剂中毒,活性降低,反应速率减慢。
(3)0.72gH2O的物质的量为0.04mol,因此p(H2O)=2.5×102kPa·mol-1×n(H2O)=10kPa,NH4HCO3分解的反应为NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑,根据NH4HCO3分解的平衡常数Kp=p(NH3)×p(CO2)×p(H2O)=4×104,可求得NH3最低分压。
(4)CH2=CHCN在阴极发生得电子的还原反应,生成Sn(CH2CH2CN)4,据此写出电极反应式。
湖南省2024年高考真题化学试题
1.(2024·湖南)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是( )
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池;化学在自然资源和能源利用中的作用
【解析】【解答】A、理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点,A选项正确。
B、氢氧燃料电池的能量利用率高,且产物为水,不会造成污染,B选项正确。
C、锂离子电池放电时为原电池,Li+从负极移向正极;充电时为电解池,Li+从阳极移向阴极,C选项正确。
D、太阳能电池将太阳能够转化为电能,D选项错误。
故答案为:D
【分析】A、理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点。
B、氢气与氧气反应生成水,不会造成污染。
C、结合原电池、电解池装置中离子的移动方向分析。
D、太阳能电池将太阳能转化为电能。
2.(2024·湖南)下列化学用语表述错误的是( )
A.的电子式:
B.异丙基的结构简式:
C.NaCl溶液中的水合离子:
D.分子中键的形成:
【答案】C
【知识点】化学键;电解质在水溶液中的电离;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、NaOH是由Na+和OH-构成的,其电子式为,A选项正确。
B、异丙基的结构简式为,B选项正确。
C、Na+带有正电荷,形成水合离子时,H2O中的O原子应与Na+结合,H原子应与Cl-结合,C选项错误。
D、Cl2分子中σ键的形成过程为,D选项正确。
故答案为:C
【分析】A、NaOH是由Na+和OH-构成的。
B、异丙基的结构简式为-CH(CH3)2。
C、根据正负电荷相互吸引分析。
D、结合Cl2分子中σ键的形成分析。
3.(2024·湖南)下列实验事故的处理方法不合理的是( )
实验事故 处理方法
A 被水蒸气轻微烫伤 先用冷水处理,再涂上烫伤药膏
B 稀释浓硫酸时,酸溅到皮肤上 用的NaHCO3溶液冲洗
C 苯酚不慎沾到手上 先用乙醇冲洗,再用水冲洗
D 不慎将酒精灯打翻着火 用湿抹布盖灭
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A、被水蒸气轻微烫伤,先用冷水降温处理,再涂上烫伤药膏,A选项正确。
B、酸溅到皮肤上,应先用水冲洗,再用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗,B选项错误。
C、苯酚易溶于酒精,因此苯酚不慎沾到手上,可先用乙醇冲洗,再用水冲洗,C选项正确。
D、不慎将酒精灯碰翻着火,可用湿抹布盖灭,D选项正确。
故答案为:B
【分析】A、轻微烫伤,可先用冷水降温,再涂上烫伤药膏。
B、酸溅到皮肤上,应先用水冲洗,再涂上NaHCO3溶液。
C、苯酚易溶于酒精。
D、酒精灯着火,可用湿抹布盖灭。
4.(2024·湖南)下列有关化学概念或性质的判断错误的是( )
A.分子是正四面体结构,则没有同分异构体
B.环己烷与苯分子中键的键能相等
C.甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于
D.由与组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
【答案】B
【知识点】苯的结构与性质;甲烷的组成与结构
【解析】【解答】A、CH4是正四面体结构,因此CH2Cl2不存在同分异构体,A选项正确。
B、环己烷与苯分子的空间结构不同,因此其中所含的C-H的键能不同,B选项错误。
C、的相对分子质量为92,因此甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于,C选项正确。
D、大多数离子液体含有体积较大的阴阳离子,因此由R4N+与PF6-组成的离子液体常温下呈业态,与其离子的体积较大有关,D选项正确。
故答案为:B
【分析】A、CH4的正四面体结构,决定了CH2Cl2没有同分异构体。
B、环己烷与苯的空间结构不同。
C、根据相对分子质量大小分析。
D、大多数离子液体哈游体积较大的阴阳离子。
5.(2024·湖南)组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是( )
A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
【答案】A
【知识点】核酸
【解析】【解答】A、DNA的戊糖为脱氧核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。RNA的戊糖为核糖,碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。二者的碱基不同,戊糖不同,A选项错误。
B、碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合形成核酸,B选项正确。
C、核苷酸含磷酸基团与碱反应,含碱基与酸反应,C选项正确。
D、DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对;RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,D选项正确。
故答案为:A
【分析】A、DNA的戊糖为脱氧核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。RNA的戊糖为核糖,碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。
B、碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合形成核酸。
C、核苷酸含有磷酸基团、碱基。
D、DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对;RNA中国尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。
6.(2024·湖南)下列过程中,对应的反应方程式错误的是( )
A 《天工开物》记载用炉甘石()火法炼锌
B 用作野外生氢剂
C 饱和溶液浸泡锅炉水垢
D 绿矾()处理酸性工业废水中的
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A、炉甘石火法炼锌的过程中发生反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑,A选项错误。
B、CaH2能与H2O反应生成Ca(OH)2和H2,可用于野外生氢,该反应的化学方程式为:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,B选项正确。
C、水垢中含有CaSO4,加入Na2CO3溶液后,可转化为更难溶的CaCO3,该反应的离子方程式为CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq),C选项正确。
D、Cr2O72-具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,自身还原为Cr3+,该反应的离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,D选项正确。
故答案为:A
【分析】A、氧原子的个数不守恒。
B、CaH2与H2O反应生成H2。
C、水垢中的CaSO4可转化为更难溶的CaCO3。
D、Cr2O72-具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+。
7.(2024·湖南)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是( )
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】A、稀硝酸无法使铜丝发生钝化,开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,是由于c(HNO3)小,反应速率慢,A选项错误。
B、铜与稀硝酸反应生成NO,NO进一步与锥形瓶内空气中的O2反应,生成红棕色的NO2,B选项错误。
C、红棕色的NO2能与H2O发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,红棕色的NO2逐渐转化为无色的NO,C选项正确。
D、随着NO的产生,锥形瓶内压强增大,溶液进入长颈漏斗内,使得铜丝与溶液脱离接触,反应停止,硝酸是否完全反应,无法确定,D选项错误。
故答案为:C
【分析】铜丝与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。反应生成的NO与空气中的O2发生反应2NO+O2=2NO2,产生红棕色气体。NO2与H2O发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO。据此结合选项分析。
8.(2024·湖南)为达到下列实验目的,操作方法合理的是( )
实验目的 操作方法
A 从含有的NaCl固体中提取 用CCl4溶解、萃取、分液
B 提纯实验室制备的乙酸乙酯 依次用溶液洗涤、水洗、分液、干燥
C 用标准溶液滴定未知浓度的溶液 用甲基橙作指示剂进行滴定
D 从明矾过饱和溶液中快速析出晶体 用玻璃棒摩擦烧杯内壁
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】指示剂;蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A、I2在加热过程中易升华,因此可对混合物进行加热,I2升华转化为气态,遇冷凝华形成固态I2,A选项错误。
B、乙酸乙酯能与NaOH溶液反应。提纯实验室制备的乙酸乙酯,应用饱和Na2CO3溶液洗涤、水洗、分液、干燥,B选项错误。
C、用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,滴定终点得到CH3COONa溶液,显碱性,应选用酚酞溶液做指示剂,C选项错误。
D、为了使过饱和溶液中析出晶体,可用玻璃棒摩擦与溶液接触处的试管壁,以使晶体聚集。因此用玻璃棒摩擦烧杯内壁,可使明矾过饱和溶液快速析出晶体,D选项正确。
故答案为:D
【分析】A、提取NaCl固体中的I2可采用升华法。
B、乙酸乙酯能与NaOH溶液反应。
C、滴定终点CH3COONa溶液显碱性,应选用酚酞做指示剂。
D、用玻璃棒摩擦与溶液接触处得到试管壁,以促进晶体的聚集。
9.(2024·湖南)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:
C.和所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为杂化
【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、由P、Q的结构图可知,P和Q分子都满足对称性,且正负电荷重心重合,因此都属于非极性分子,A选项错误。
B、B、C、N三种元素位于同一周期,核电荷数越大,第一电离能越大。由于N的2p能级为半充满稳定结构,难以失去电子,因此N的第一电离能大于C。所以三种元素的第一电离能大小B<C<N,B选项正确。
C、由分子结构可知,P的分子式为C24H12,Q的分子式为B12N12H12。一个P、Q分子中所含的电子数都是156,因此1molP和1molQ所含电子数相同,C选项正确。
D、由分子结构壳子,P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键,P和Q分子呈平面结构。因此P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化,D选项正确。
故答案为:A
【分析】A、根据正负电荷的重心是否重合判断极性分子和非极性分子。
B、同周期元素第一电离能从左到右依次增大,第ⅡA族、ⅤA族为半满、全满状态,结构稳定,难以失去电子。
C、根据P、Q的分子式确定分子中所含的电子数。
D、根据价层电子对数判断为VSEPR模型。
10.(2024·湖南)在水溶液中,电化学方法合成高能物质时,伴随少量生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.电解时,向Ni电极移动
B.生成的电极反应:
C.电解一段时间后,溶液pH升高
D.每生成的同时,生成
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、在电解池中,阴离子移向阳极。所以电解时,OH-向Pt电极移动,A选项错误。
B、C3N8H4在Pt电极发生失电子的氧化反应,生成C6N164-,其电极反应式为:2C3N8H4-4e-+8OH-=C6N164-+8H2O,B选项正确。
C、电解过程中,阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因此电解过程中的总反应式为2C3N8H4+4OH-=C6N164-+4H2O+2H2↑,反应过程中消耗OH-,溶液中c(OH-)减小,pH减小,C选项错误。
D、每生成1molH2的同时转移2mol电子,阳极上失去2mol电子,由于反应过程中阳极上伴随有少量O2生成,因此反应生成的n(K4C6N16)<0.5mol,D选项错误。
故答案为:B
【分析】电解过程中Pt电极为阳极,过程中C3N8H4发生失电子的氧化反应,生成C6N164-,其电极反应式为2C3N8H4-4e-+8OH-=C6N164-+8H2O。Ni电极为阴极,溶液中H2O电离产生的H+发生得电子的还原反应,生成H2,其电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。据此结合选项分析。
11.(2024·湖南)中和法生产的工艺流程如下:
已知:①的电离常数:,,
②易风化。
下列说法错误的是( )
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入溶液
B.“调pH”工序中X为或
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、H3PO4能与Fe反应,因此为防止H3PO4与铁质容器反应,应先加入Na2CO3溶液,再加入H3PO4溶液,A选项正确。
B、“中和”工序中,若加入的Na2CO3过量,则“调pH”时,应加入H3PO4;若加入的H3PO4过量,则“调pH”时应加入NaOH,B选项正确。
C、“结晶”工序中溶液中的溶质为Na2HPO4,溶液中HPO42-的水解平衡常数,所以HPO42-的水解程度大于其电离程度,因此溶液显碱性,C选项错误。
D、由于Na2HPO4·12H2O易风化,因此在“干燥”工序中,为防止Na2HPO4·12H2O失去结晶水,应在低温下进行,D选项正确。
故答案为:C
【分析】A、H3PO4能与Fe反应。
B、根据反应过程中H3PO4和Na2CO3的量分析。
C、根据HPO42-电离水解程度的相对大小分析。
D、温度过高,Na2HPO4·12H2O易失去结晶水。
12.(2024·湖南)是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,晶胞如图所示,下列说法错误的是( )
A.合成反应中,还原剂是和C
B.晶胞中含有的个数为4
C.每个周围与它最近且距离相等的有8个
D.为V型结构
【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;氧化还原反应
【解析】【解答】A、反应过程中LiH中H元素由-1价变为0价,发生氧化反应,因此LiH为还原剂。C由0价变为+4价,发生氧化反应,因此C为还原剂。所以,该合成反应中,还原剂为LiH和C,A选项正确。
B、该晶胞中Li+位于面上,因此晶胞中所含Li+的个数为,B选项正确。
C、以位于体心的CN22-为中心,与之最近且距离相等的Li+共有8个,C选项正确。
D、CN22-中心碳原子的价层电子对数为,因此CN22-为直线型,D选项错误。
故答案为:D
【分析】A、根据反应过程中元素化合价变化分析。
B、根据均摊法确定晶胞中Li+的个数。
C、根据晶胞结构分析。
D、根据中心原子的价层电子对数分析。
13.(2024·湖南)常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.水的电离程度:
B.M点:
C.当时,
D.N点:
【答案】D
【知识点】水的电离;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、由分析可知,M点溶液的溶质为HCOONa和NaOH,NaOH抑制水的电离。N点溶液的溶质为HCOONa,HCOO-的水解促进水的电离。因此水的电离程度M<N,A选项正确。
B、M点溶液的溶质为等浓度的HCOONa和NaOH。由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCOO-),M点时溶液中c(HCOO-)=c(OH-),又c(HCOOH)=c(HCOO-),因此溶液中2c(OH-)=c(Na+)c(H+),B选项正确。
C、当V(HCOOH)=10mL,即M点时,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCOO-)和物料守恒c(Na+)=2c(HCOo-)+2c(HCOOH)。二者联立可得c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),C选项正确。
D、N点时加入HCOOH溶液的体积为20mL,此时HCOOH和NaOH恰好完全反应,所得为HCOONa。溶液中HCOO-水解使得溶液显碱性。因此溶液中微粒浓度关系为c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(HCOOH)>c(H+),D选项错误。
故答案为:D
【分析】HCOOH是一种弱酸,在滴加HCOOH溶液的过程中发生反应HCOOH+NaOH=HCOONa+H2O。当加入HCOOH溶液的体积为10mL,即M点时,溶液中的溶质为等浓度的NaOH和HCOONa。当加入HCOOH溶液的体积为20mL,即N点时,溶液中的溶质为HCOONa。据此结合溶液中的电离、水解和三个守恒(物料守恒、质子守恒和电荷守恒)分析。
14.(2024·湖南) 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.,
D.L、M、N三点的平衡常数:
【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、由曲线a、d的变化趋势可知,投料比x代表,A选项错误。
B、随着投料比增大,生成CH3COOH越多,因此曲线a、b代表δ(CH3COOH);曲线c、d代表δ(CH3COOCH3),B选项错误。
C、由图像可知,当投料比相同时,随着温度升高,主反应的平衡正向移动,因此ΔH1>0。副反应的平衡逆向移动,ΔH2<0,C选项错误。
D、L、M、N三点对应副反应ΔH2<0,且三点温度N>M=L。升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,因此K(L)=K(M)>K(N),D选项正确。
故答案为:D
【分析】由曲线a、d的变化趋势可知,投料比x代表,曲线a、b代表δ(CH3COOH),曲线c、d代表δ(CH3COOCH3)。投料比相同时,温度升高,δ(CH3COOH)增大,说明升高温度主反应的平衡正向移动。而δ(CH3COOCH3)减小,说明副反应平衡逆向移动。化学平衡常数只与温度有关,温度升高烦热反应的平衡常数减小。据此结合选项分析。
15.(2024·湖南) 亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备的反应原理如下:
实验步骤如下:
分别称取和粉置于乙腈()中应,回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下:
已知:①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂;
②相关物质的信息如下:
②相关物质的信息如下:
化合物
相对分子质量 327.5 371
在乙腈中颜色 无色 蓝色
回答下列问题:
(1)下列与实验有关的图标表示排风的是____(填标号);
A. B. C. D.
E.
(2)装置Ⅰ中仪器M的名称为 ;
(3)装置Ⅰ中反应完全的现象是 ;
(4)装置Ⅰ和Ⅱ中气球的作用是 ;
(5)不能由步骤c直接获得,而是先蒸馏至接近饱和,再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是
(6)为了使母液中的结晶,步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是____(填标号);
A.水 B.乙醇 C.乙醚
(7)合并步骤d和e所得的产物,总质量为,则总收率为 (用百分数表示,保留一位小数)。
【答案】(1)D
(2)球形冷凝管
(3)溶液蓝色褪去变为无色
(4)排出装置内空气,防止制备的产品被氧化
(5)冷却过程中降低在水中的溶解度
(6)C
(7)81.2%
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)A、图示为护目镜,A不符合题意。
B、图示表示明火,B不符合题意。
C、图示表示热烫,C不符合题意。
D、图示表示排风,D符合题意。
E、图示表示吸收,E不符合题意。
故答案为:D
(2)装置Ⅰ中仪器M为球形冷凝管。
故答案为:球形冷凝管
(3)装置Ⅰ中蓝色的Cu(ClO4)2·6H2O反应生成[Cu(CH3CN)4]ClO4,]为无色溶液。因此当装置Ⅰ中反应完全后,溶液由蓝色变为无色。
故答案为:溶液蓝色褪去变为无色
(4)装置Ⅰ和装置Ⅱ中Cu元素的化合价为+1价,易被空气中的O2氧化,通入N2可排出装置内的空气中O2,防止+1价的Cu元素被氧化。
故答案为:排出装置内空气,防止制备的产品被氧化
(5)冷却过程中可降低产品的溶解度,防止产品溶解造成损耗。
故答案为:冷却过程中降低[Cu(CH3CN)4]ClO4在水中的溶解度
(6)由于乙腈具有强极性,水和乙醇都是极性分子,根据“相似相溶”规律,水和乙醇都会与乙腈互溶,破坏配合物的结构,因此需选用非极性溶剂乙醚,C符合题意。
故答案为:C
(7)3.71gCu(ClO4)2·6H2O的物质的量,与0.01molCu反应生成0.02mol[Cu(CH3CN)4]ClO4,其质量为0.02mol×327.5g·mol-1=6.55g。因此总收率为。
故答案为:81.2%
【分析】(1)根据选项各图标的含义分析。
(2)根据图示仪器确定其名称。
(3)根据与装置Ⅰ发生的反应,结合物质的颜色分析。
(4)利用N2排出装置内的空气,防止+1价Cu被氧化。
(5)冷却过程中温度降低,可减少产品在水中的溶解。
(6)乙腈具有强极性,能与水、乙醇互溶,破坏配合物得到结构。
(7)根据反应的化学方程式计算理论上生成[Cu(CH3CN)4]ClO4的物质的量,从而计算总收率。
16.(2024·湖南) 铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于时,可忽略该离子的存在;
② ;
③易从溶液中结晶析出;
④不同温度下的溶解度如下:
温度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列问题:
(1)Cu属于 区元素,其基态原子的价电子排布式为 ;
(2)“滤液1”中含有和,“氧化酸浸”时反应的离子方程式为 ;
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的:
①在“氧化酸浸”工序中,加入适量的原因是 。
②在“除金”工序溶液中,浓度不能超过 。
(4)在“银转化”体系中,和浓度之和为,两种离子分布分数随浓度的变化关系如图所示,若浓度为,则的浓度为 。
(5)滤液4中溶质主要成分为 (填化学式);在连续生产的模式下,“银转化”和“银还原”工序需在℃左右进行,若反应温度过高,将难以实现连续生产,原因是 。
【答案】(1)Ds;3d104s1
(2)
(3)使银元素转化为AgCl沉淀;0.5
(4)0.05
(5);高于40℃后,的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,难以实现连续生产
【知识点】原子核外电子排布;化学平衡常数;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)Cu的原子序数为29,其核外电子排布式为[Ar]]3d104s1,因此Cu属于ds区元素。其价层得电子排布式为3d104s1。
故答案为:ds;3d104s1
(2)“氧化酸浸”过程中Cu2Se被氧化为Cu2+和H2SeO3,过程中Cu元素由+1价变为+2价,失去1×2+6×1=8个电子;H2O2中O元素由-1价变为-2价,得到1×2=2个电子。根据得失电子守恒可得,Cu2Se的系数为1,Cu2+的系数为2,H2SeO3的系数为1;H2O2的系数为4。根据电荷守恒可得,反应物中含有H+,且其系数为4。根据H原子守恒可得生成物中含有H2O,且其系数为5。因此该反应的离子方程式为:Cu2Se+4H2O2+4H+=2Cu2++H2SeO3+5H2O。
故答案为:Cu2Se+4H2O2+4H+=2Cu2++H2SeO3+5H2O
(3)①“氧化酸浸”工序中,加入适量NaCl,可增大溶液中c(Cl-),使Ag+转化为AgCl沉淀。
故答案为:使银元素转化为AgCl沉淀
②“除金”工序中加入NaCl是溶液中的Au元素转化为Na[AuCl4];使Ag元素转化为AgCl沉淀。为防止Ag元素形成可溶性[AgCl2]-,因此控制加入NaCl的量。当溶液中[AgCl2]-浓度低于1.0×10-5mol·L-1时,则溶液中不含有[AgCl2]-,由反应AgCl(s)+Cl-(aq) [AgCl2]-(aq)的平衡常数可得,此时溶液中c(Cl-)=0.5mol·L-1。因此在“除金”工序中,Cl-浓度不能够超过0.5mol·L-1。
故答案为:0.5
(4)在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075mol·L-1,溶液中存在可逆反应:[Ag(SO3)2]3-+SO32- [Ag(SO3)3]5-,当溶液中c(SO32-)=0.5mol·L-1时,溶液中c([Ag(SO3)2]3-)=c([Ag(SO3)3]5-)=0.0375mol·L-1,该反应的平衡常数。当溶液中c(SO32-)=1.0mol·L-1时,,解得c([Ag(SO3)3]5-)=0.05mol·L-1。
故答案为:0.05
(5)滤液4进入“银转化”工序中循环利用,而该工序中需加入Na2SO3,因此滤液4中的溶质为Na2SO3。由Na2SO3的溶解度数据可知,当温度高于40℃时,Na2SO3的溶解度随温度的升高而减小。因此当温度高于40℃时,溶液中c(Na2SO3)减小,“银转化”和“银还原”效率下降,难以实现连续生产。
故答案为:Na2SO3;高于40℃后,Na2SO3的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,难以实现连续生产
【分析】(1)根据Cu的核外电子排布式,确定Cu元素的分区位置和价电子排布式。
(2)Cu2Se中Cu元素为+1价,Se为-1价,“氧化酸浸”过程中Cu元素被氧化为+2价Cu2+,Se元素被氧化为+4价H2SeO3,据此写出反应的离子方程式。
(3)①加入NaCl,可使溶液中的Ag+转化为AgCl沉淀。
②“除金”工序中应防止AgCl与Cl-进一步反应生成[AgCl2]-,结合AgCl与Cl-反应的平衡常数进行计算。
(4)“银转化”体系中存在可逆反应[Ag(SO3)2]3-+SO32- [Ag(SO3)3]5-,结合反应的平衡常数进行计算。
(5)滤液4可进入“银转化”中循环利用,因此滤液4中的溶质为Na2SO3。当温度高于40℃时,Na2SO3在水中的溶解度降低,溶液中c(Na2SO3)降低,“银转化”与“银还原”效率降低。
17.(2024·湖南) 化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件忽略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有 组吸收峰;
(2)化合物D中含氧官能团的名称为 、 ;
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是 ;
(4)在同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为 (填标号);
①②③
(5)化合物的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中加成反应的化学方程式为 ;
(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线 (HCN等无机试剂任选)。
【答案】(1)6
(2)醛基;醚键
(3)先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化
(4)①③②
(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;有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)化合物A的结构简式为,分子结构没有对称性,因此共含有6种不同化学环境的H原子。所以化合物A在核磁共振氢谱上有6组吸收峰。
故答案为:6
(2)化合物D的结构简式为,其中所含的含氧官能团有醛基和醚键。
故答案为:醛基;醚键
(3)反应③将酚羟基转化为醚键,反应④将醛基氧化为酯基。因此反应③是为了保护酚羟基,防止在氧化醛基过程中酚羟基也被氧化。因此反应③和反应④不可对换。
故答案为:先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化
(4)化合物①中F的电负性强,因此-CF3为拉电子基团,使得酯基中C-O化学键的极性增强,容易断裂,因此化合物①的水解速率快。化合物②中-CH3为推电子基团,使得酯基中国C-O化学键的极性减弱,因此化合物②的水解速率减慢。所以三种物质的水解速率由大到小的顺序为①③②。
故答案为:①③②
(5)化合物G与ClCH2COCH3发生取代反应,酚羟基上的H原子被-CH2COCH3取代,所得产物中-CHO的碳氧双键与-CH2中H原子发生加成反应,所得产物中羟基发生消去反应,得到产物H。因此其中加成反应的化学方程式为。
故答案为:
(6)可由发生缩聚反应得到;而可由发生水解反应得到;而可由与HCN发生加成反应得到;可由与Cl2CHOCH3反应得到。因此该合成路线图如下:。
故答案为:
【分析】(1)根据结构的对称性确定吸收峰的种类。
(2)根据化合物D的结构简式确定其所含的含氧官能团。
(3)反应③是为了保护酚羟基,防止酚羟基被氧化。
(4)根据-CF3、-CH3、-H对酯基中C-O键极性的影响分析。C-O键的极性增强,则C-O键容易断裂水解反应速率快。
(5)根据过程中发生的反应进行分析。
(6)可由发生缩聚反应得到;而可由发生水解反应得到。据此设计合成路线图。
18.(2024·湖南) 丙烯腈()是一种重要的化工原料。工业上以为载气,用作催化剂生产的流程如下:
已知:①进料混合气进入两釜的流量恒定,两釜中反应温度恒定:
②反应釜Ⅰ中发生的反应:
ⅰ:
③反应釜Ⅱ中发生的反应:
ⅱ:
ⅲ:
④在此生产条件下,酯类物质可能发生水解。
回答下列问题:
(1)总反应 (用含、、和的代数式表示);
(2)进料混合气中,出料中四种物质(、、、)的流量,(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图:
①表示的曲线是 (填“a”“b”或“c”);
②反应釜Ⅰ中加入的作用是 。
③出料中没有检测到的原因是 。
④反应后,a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是 。
(3)催化剂再生时会释放,可用氨水吸收获得。现将一定量的固体(含水)置于密闭真空容器中,充入和,其中的分压为,在℃下进行干燥。为保证不分解,的分压应不低于 (已知 分解的平衡常数);
(4)以为原料,稀硫酸为电解液,Sn作阴极,用电解的方法可制得,其阴极反应式 。
【答案】(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2)c;降低分压有利于反应i平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率;CH2=CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解;反应时间过长,催化剂中毒活性降低,反应速率降低,故产物减少
(3)40
(4)Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4
【知识点】盖斯定律及其应用;电极反应和电池反应方程式;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,总反应的反应热ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
故答案为:ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2)①根据总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)+H2O(g),设进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol,n(C2H5OH)=2mol,出料气中CH2=CHCOOC2H5含量很少,则生成n(CH2=CHCONH2)+n(C2H5OH)≈1mol,生成n(H2O)=2mol,出料气中n(C2H5OH)=3mol。因此出料气中n(CH2=CHCONH2):n(C2H5OH):n(H2O)=1:3:2。所以曲线c表示CH2=CHCONH2。
故答案为:c
②反应釜Ⅰ中发生反应ⅰ是气体体积增大的反应,因此加入C2H5OH降低分压,有利于反应ⅰ平衡正向移动;同时提高醇的浓度,可以使酯的水解程度降低,从而提高产率。
故答案为:降低分压有利于反应ⅰ平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率
③丙烯酰胺(CH2=CHCONH2)的分解温度约为160℃~170℃,出料中没有检测到CH2=CHCONH2的原因可能是CH2=CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解反应。
故答案为:CH2=CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解反应
④反应11h后,a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是反应时间过长,催化剂中毒,活性降低,反应速率降低,因此产物减少。
故答案为:反应时间过长,催化剂中毒活性降低,反应速率降低,故产物减少
(3)0.72gH2O的物质的量为0.04mol,因此p(H2O)=2.5×102kPa·mol-1×n(H2O)=10kPa,NH4HCO3分解的反应为NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑,根据NH4HCO3分解的平衡常数Kp=p(NH3)×p(CO2)×p(H2O)=4×104,解得p(NH3)=40kPa。故为保证NH4HCO3不分解,NH3的分压应不低于40kPa。
故答案为:40
(4)Sn(CH2CH2CN)4是有机化合物,与水不互溶,在水中不电离。以CH2=CHCN为原料在Sn做的阴极得电子制得Sn(CH2CH2CN)4,因此阴极的电极反应式为Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4。
故答案为:Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4
【分析】(1)根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
(2)①根据总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)+H2O(g),设进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol,n(C2H5OH)=2mol,出料气中CH2=CHCOOC2H5含量很少,则生成n(CH2=CHCONH2)+n(C2H5OH)≈1mol,生成n(H2O)=2mol。因此出料气中n(C2H5OH)=3mol。
②反应釜Ⅰ中发生反应ⅰ是气体体积增大的反应。
③反应釜Ⅱ中温度较高,使CH2=CHCONH2发生分解。
④催化剂中毒,活性降低,反应速率减慢。
(3)0.72gH2O的物质的量为0.04mol,因此p(H2O)=2.5×102kPa·mol-1×n(H2O)=10kPa,NH4HCO3分解的反应为NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑,根据NH4HCO3分解的平衡常数Kp=p(NH3)×p(CO2)×p(H2O)=4×104,可求得NH3最低分压。
(4)CH2=CHCN在阴极发生得电子的还原反应,生成Sn(CH2CH2CN)4,据此写出电极反应式。