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文檔簡介
2024屆蘇州高新區(qū)實驗初級中學高三(最后沖刺)化學試卷注意事項:1.答題前,考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚,將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂;非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫,字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效;在草稿紙、試題卷上答題無效。4.保持卡面清潔,不要折疊,不要弄破、弄皺,不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題(共包括22個小題。每小題均只有一個符合題意的選項)1、下列物質性質與應用對應關系正確的是()A.晶體硅熔點高、硬度大,可用于制作半導體材料B.氫氧化鋁具有弱堿性,可用于制胃酸中和劑C.漂白粉在空氣中不穩(wěn)定,可用于漂白紙張D.氧化鐵能與酸反應,可用于制作紅色涂料2、下列說法正確的是()A.碳素鋼在海水中發(fā)生的腐蝕主要是析氫腐蝕B.反應Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l)在室溫下能自發(fā)進行,則該反應的ΔH>0,△S>0C.室溫時,CaCO3在0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中的溶解度比在純水中的大D.2molSO2和1molO2在密閉容器中混合充分反應,轉移電子的數目為4×6.02×10233、如圖是某另類元素周期表的一部分,下列說法正確的是()A.簡單陰離子的半徑大?。篨>Y>ZB.單質的氧化性:X>Y>ZC.Y的氫化物只有一種D.X的最高價氧化物對應的水化物為強酸4、研究海水中金屬橋墩的腐蝕及防護是橋梁建設的重要課題。下列有關說法錯誤的是A.橋墩的腐蝕主要是析氫腐蝕B.鋼鐵橋墩在海水中比在河水中腐蝕更快C.圖1輔助電極的材料可以為石墨D.圖2鋼鐵橋墩上發(fā)生的反應是O2+2H2O+4e一=4OH-5、有機物X的結構簡式如圖,某同學對其可能具有的化學性質進行了預測,其中正確的是①可以使酸性KMnO4溶液褪色②可以和NaHCO3溶液反應③一定條件下能與H2發(fā)生加成反應④在濃硫酸、加熱條件下,能與冰醋酸發(fā)生酯化反應A.①② B.②③ C.①②③ D.①②③④6、將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中假設容器體積不變,固體試樣體積忽略不計,使其達到分解平衡:。實驗測得不同溫度下的平衡數據列于下表:溫度平衡氣體總濃度下列有關敘述正確的是A.該可逆反應達到平衡的標志之一是混合氣體平均相對分子質量不變B.因該反應、,所以在低溫下自發(fā)進行C.達到平衡后,若在恒溫下壓縮容器體積,體系中氣體的濃度增大D.根據表中數據,計算時的分解平衡常數約為7、某種鈉空氣水電池的充、放電過程原理示意圖如圖所示,下列有關說法錯誤的是■A.放電時,Na+向正極移動B.放電時,電子由鈉箔經過導線流向碳紙C.充電時,當有0.1mole-通過導線時,則鈉箔增重2.3gD.充電時,碳紙與電源負極相連,電極反應式為4OH--4e=2H2O+O2↑8、生活中處處有化學。下列說法正確的是A.制飯勺、飯盒、高壓鍋等的不銹鋼是合金B(yǎng).做衣服的棉和麻均與淀粉互為同分異構體C.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的飽和酯類D.磨豆?jié){的大豆富含蛋白質,豆?jié){煮沸后蛋白質變成了氨基酸9、在強酸性溶液中,下列離子組能大量共存且溶液為無色透明的是A.Na+K+OH-Cl-B.Na+Cu2+SO42-NO3-C.Ca2+HCO3-NO3-K+D.Mg2+Na+SO42-Cl-10、COCl2的分解反應為:COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ?mol-1。某科研小組研究反應體系達到平衡后改變外界條件,各物質的濃度在不同條件下的變化狀況,結果如圖所示。下列有關判斷不正確的是A.第4min時,改變的反應條件是升高溫度B.第6min時,V正(COCl2)>V逆(COCl2)C.第8min時的平衡常數K=2.34D.第10min到14min未標出COCl2的濃度變化曲線11、常溫下,某H2CO3溶液的pH約為5.5,c(CO32-)約為5×10-11mol?L-1,該溶液中濃度最小的離子是()A.CO32- B.HCO3- C.H+ D.OH-12、下列有關實驗的操作、現(xiàn)象和結論都正確的是選項實驗操作現(xiàn)象結論A向濃度均為0.10mol?L-1的KCl和KI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液出現(xiàn)黃色沉淀Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)B向Na2SO3溶液中先加入Ba(NO3)2溶液,然后再加入稀鹽酸生成白色沉淀,加入稀鹽酸,沉淀不溶解溶液已經變質C向盛有NH4Al(SO4)2溶液的試管中,滴加少量NaOH溶液產生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體NH4++OH-=NH3↑+H2OD測定等物質的量濃度的Na2CO3和NaClO的pH值Na2CO3>NaClO酸性:H2CO3<HClOA.A B.B C.C D.D13、短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加,Y和W、Y和Z分別相鄰,且W、Y和Z三種元素的原子最外層電子數之和為19,x原子的電子層數與最外層電子數相等。下列說法錯誤的是A.單質的沸點:Y>W>Z B.離子半徑:X<YC.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:W>Y D.W與X可形成離子化合物14、某甲酸溶液中含有甲醛,用下列方法可以證明的是A.加入足量的新制氫氧化銅并加熱煮沸,有磚紅色的沉淀B.加入過量的氫氧化鈉充分反應后的溶液能發(fā)生銀鏡反應C.將試液進行酯化反應后的混合液能發(fā)生銀鏡反應D.加入足量氫氧化鈉后,蒸餾出的氣體通入新制的氫氧化銅懸濁液加熱有磚紅色沉淀15、新型冠狀病毒來勢洶洶,主要傳播途徑有飛沫傳播、接觸傳播和氣溶膠傳播,但是它依然可防可控,采取有效的措施預防,戴口罩、勤洗手,給自己居住、生活的環(huán)境消毒,都是非常行之有效的方法。下列有關說法正確的是()A.云、煙、霧屬于氣溶膠,但它們不能發(fā)生丁達爾效應B.使用酒精作為環(huán)境消毒劑時,酒精濃度越大,消毒效果越好C.“84”消毒液與酒精混合使用可能會產生氯氣中毒D.生產“口罩”的無紡布材料是聚丙烯產品,屬于天然高分子材料16、臨床證明磷酸氯喹對治療“新冠肺炎”有良好的療效。磷酸氯喹的結構如圖所示。下列有關磷酸氯喹的說法錯誤的是()A.分子式是C18H32ClN3O8P2B.能發(fā)生取代、加成和消去反應C.1mol磷酸氯喹最多能與5molH2發(fā)生加成反應D.分子中的—C1被—OH取代后的產物能與溴水作用生成沉淀17、短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大,W在大氣中有兩種同素異形體且均能支持燃燒,X的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的,非金屬元素Y的原子序數是Z的最外層電子數的2倍。下列敘述不正確的是A.Y、Z的氫化物穩(wěn)定性Y>ZB.Y單質的熔點高于X單質C.X、W、Z能形成具有強氧化性的XZWD.YZ4分子中Y和Z都滿足8電子穩(wěn)定結構18、在標準狀況下,ALNH3溶于BmL水中,得到密度為ρg/cm3的RL氨水,則此氨水的物質的量濃度是()A.mol/L B.mol/LC.mol/L D.mol/L19、“聚酯玻璃鋼”是制作宇航員所用氧氣瓶的材料。甲、乙、丙三種物質是合成聚酯玻璃鋼的基本原料。下列說法中一定正確的是(
)①甲物質能發(fā)生縮聚反應生成有機高分子;②1mol乙物質最多能與4molH2發(fā)生加成反應;③1mol丙物質可與2mol鈉完全反應,生成22.4L氫氣;④甲、乙、丙三種物質都能夠使酸
性高錳酸鉀溶液褪色A.①③ B.②④ C.①② D.③④20、設NA為阿伏加德羅常數的值。下列關于常溫下0.1mol/LNa2S2O3溶液與pH=1的H2SO4溶液的說法正確的是()A.1LpH=1的H2SO4溶液中,含H+的數目為0.2NAB.98g純H2SO4中離子數目為3NAC.含0.1molNa2S2O3的水溶液中陰離子數目大于0.1NAD.Na2S2O3與H2SO4溶液混合產生22.4L氣體時轉移的電子數為2NA21、石墨烯是只由一層碳原子所構成的平面薄膜,其結構模型見如圖。有關說法錯誤的是()A.晶體中碳原子鍵全部是碳碳單鍵B.石墨烯與金剛石都是碳的同素異形體C.石墨烯中所有碳原子可以處于同一個平面D.從石墨中剝離得到石墨烯需克服分子間作用力22、明崇禎年間《徐光啟手跡》記載:“綠礬五斤,硝(硝酸鉀)五斤,將礬炒去,約折五分之一,將二味同研細,次用鐵作鍋,……鍋下起火,取氣冷定,開壇則藥化為強水。五金入強水皆化、惟黃金不化強水中,加鹽則化?!币韵抡f法不正確的是A.“強
水”主
要
成
分
是
硝酸B.“將礬炒去,約折五分之一”是指綠礬脫水C.“鍋下起火,取氣冷定”描述了蒸餾的過程D.“五金入強水皆化”過程產生的氣體都是H2二、非選擇題(共84分)23、(14分)化合物I()是治療心臟病的一種重要藥物,可由簡單有機物A、B和萘()合成,路線如下:(1)C的結構簡式為_________,E的化學名稱_______。(2)由萘生成C、B生成E的反應類型分別為_________、_________。(3)I中含氧官能團的名稱為_______。(4)D可使溴水褪色,由D生成G的反應實現(xiàn)了原子利用率100%,則該反應的化學方程式為_______________。(5)同位素標記可用來分析有機反應中的斷鍵情況,若用超重氫(T)標記的G()與F反應,所得H的結構簡式為則反應中G()斷裂的化學鍵為_______(填編號)(6)Y為H的同分異構體,滿足以下條件的共有______種,請寫出其中任意一種的結構簡式_________。①含有萘環(huán),且環(huán)上只有一個取代基。②可發(fā)生水解反應,但不能發(fā)生銀鏡反應。24、(12分)有機物F是一種用途廣泛的香料,可用烴A與有機物E為原料,按照如下流程進行合成。已知A在標準狀況下的密度為1.25g·L-1?;卮鹣铝袉栴}:(1)有機物F中含有的官能團名稱為____。(2)A生成B的反應類型為________。(3)寫出流程中B生成C的化學方程式_______。(4)下列說法正確的是____。A流程圖中有機物B轉化為C,Cu參與了化學反應,但反應前后的質量保持不變B有機物C不可能使溴水褪色C有機物D、E生成F的反應為酯化反應,本質上是取代反應D合成過程中原子的理論利用率為100%的反應只有一個25、(12分)為探究銅與稀硝酸反應的氣態(tài)產物中是否含NO2,進行如下實驗.已知:FeSO4+NO→[Fe(NO)]SO4,該反應較緩慢,待生成一定量[Fe(NO)]2+時突顯明顯棕色.(1)實驗前需檢驗裝置的氣密性,簡述操作__.(2)實驗開始時先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜,緩慢滴入稀硝酸,該實驗操作的目的是__;銅片和稀硝酸反應的化學方程式為__.(3)洗氣瓶中加入KSCN溶液的目的及原理是__;本實驗只觀察到洗氣瓶中出現(xiàn)了棕色,寫出尾氣處理的化學方程式__.26、(10分)一水硫酸四氨合銅晶體[Cu(NH3)4SO4·H2O]常用作殺蟲劑,媒染劑,在堿性鍍銅中也常用作電鍍液的主要成分,在工業(yè)上用途廣泛。常溫下該物質可溶于水,難溶于乙醇,在空氣中不穩(wěn)定,受熱時易發(fā)生分解。某化學興趣小組以Cu粉、3mol·L-1的硫酸、濃氨水、10%NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500mol·L-1稀鹽酸、0.500mol·L-1的NaOH溶液來制備一水硫酸四氨合銅晶體并測定其純度。I.CuSO4溶液的制取①實驗室用銅與濃硫酸制備硫酸銅溶液時,往往會產生有污染的SO2氣體,隨著硫酸濃度變小,反應會停止,使得硫酸利用率比較低。②實際生產中往往將銅片在空氣中加熱,使其氧化生成CuO,再溶解在稀硫酸中即可得到硫酸銅溶液;這一過程缺點是銅片表面加熱易被氧化,而包裹在里面的銅得不到氧化。③所以工業(yè)上進行了改進,可以在浸入硫酸中的銅片表面不斷通O2,并加熱;也可以在硫酸和銅的混合容器中滴加H2O2溶液。④趁熱過濾得藍色溶液。(1)某同學在上述實驗制備硫酸銅溶液時銅有剩余,該同學將制得的CuSO4溶液倒入另一蒸發(fā)皿中加熱濃縮至有晶膜出現(xiàn),冷卻析出的晶體中含有白色粉末,試解釋其原因________________。(2)若按③進行制備,請寫出Cu在H2O2作用下和稀硫酸反應的化學方程式_______________。(3)H2O2溶液的濃度對銅片的溶解速率有影響?,F(xiàn)通過下圖將少量30%的H2O2溶液濃縮至40%,在B處應增加一個設備,該設備的作用是____________餾出物是______________________。II.晶體的制備將上述制備的CuSO4溶液按如圖所示進行操作(1)硫酸銅溶液含有一定的硫酸,呈酸性,加入適量NH3·H2O調節(jié)溶液pH,產生淺藍色沉淀,已知其成分為Cu2(OH)2SO4,試寫出生成此沉淀的離子反應方程式__________。(2)繼續(xù)滴加NH3·H2O,會轉化生成深藍色溶液,請寫出從深藍色溶液中析出深藍色晶體的方法____________。并說明理由____________。Ⅲ.產品純度的測定精確稱取mg晶體,加適量水溶解,注入圖示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品液中的氨全部蒸出,并用蒸餾水沖洗導管內壁,用V1mL0.500mol·L-1的鹽酸標準溶液完全吸收。取下接收瓶,用0.500mol·L-1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl(選用甲基橙作指示劑),到終點時消耗V2mLNaOH溶液。1.水2.長玻璃管3.10%NaOH溶液4.樣品液5.鹽酸標準溶液(1)玻璃管2的作用________________。(2)樣品中產品純度的表達式________________。(不用化簡)(3)下列實驗操作可能使氨含量測定結果偏低的原因是_________________A.滴定時未用NaOH標準溶液潤洗滴定管B.滴定過程中選用酚酞作指示劑C.讀數時,滴定前平視,滴定后俯視D.取下接收瓶前,未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導管外壁E.由于操作不規(guī)范,滴定前無氣泡,滴定后滴定管中產生氣泡27、(12分)碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強材料。(1)合成該物質的步驟如下:步驟1:配制0.5mol·L-1MgSO4溶液和0.5mol·L-1NH4HCO3溶液。步驟2:用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL三頸燒瓶中,開啟攪拌器。溫度控制在50℃。步驟3:將250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中,1min內滴加完后,用氨水調節(jié)溶液pH到9.5。步驟4:放置1h后,過濾,洗滌。步驟5:在40℃的真空干燥箱中干燥10h,得碳酸鎂晶須產品(MgCO3·nH2On=1~5)。①步驟2控制溫度在50℃,較好的加熱方法是_________。②步驟3生成MgCO3·nH2O沉淀的化學方程式為__________。③步驟4檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是__________。(2)測定生成的MgCO3·nH2O中的n值。稱量1.000碳酸鎂晶須,放入如圖所示的廣口瓶中加入適量水,并滴入稀硫酸與晶須反應,生成的CO2被NaOH溶液吸收,在室溫下反應4~5h,反應后期將溫度升到30℃,最后將燒杯中的溶液用已知濃度的鹽酸滴定,測得CO2的總量;重復上述操作2次。①圖中氣球的作用是_________。②上述反應后期要升溫到30℃,主要目的是______。③測得每7.8000g碳酸鎂晶須產生標準狀況下CO2為1.12L,則n值為_______。(3)碳酸鎂晶須可由菱鎂礦獲得,為測定某菱鎂礦(主要成分是碳酸鎂,含少量碳酸亞鐵、二氧化硅)中鐵的含量,在實驗室分別稱取12.5g菱鎂礦樣品溶于過量的稀硫酸并完全轉移到錐形瓶中,加入指示劑,用0.010mol/LH2O2溶液進行滴定。平行測定四組。消耗H2O2溶液的體積數據如表所示。實驗編號1234消耗H2O2溶液體積/mL15.0015.0215.6214.98①H2O2溶液應裝在_________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。②根據表中數據,可計算出菱鎂礦中鐵元素的質量分數為_________%(保留小數點后兩位)。28、(14分)諾貝爾化學獎獲得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇經濟”的概念,他建議使用甲醇來代替目前廣泛使用的化石燃料用作能源儲存材料和燃料。工業(yè)上用天然氣為原料,分為兩階段制備甲醇:(i)制備合成氣:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0kJ·mol-1(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.67kJ·mol-1(1)制備合成氣:工業(yè)生產中為解決合成氣中H2過量而CO不足的問題,原料氣中需添加CO2,發(fā)生的反應(iii):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.17kJ·mol-1,為了使合成氣配比最佳,理論上原料氣中甲烷與二氧化碳體積比為_____。(2)為節(jié)約化石能源、減少碳排放,用CO2代替CO作為制備甲醇的碳源正成為當前研究的焦點。①請寫出二氧化碳加氫合成甲醇的熱化學方程式_____。②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料氣中加入一氧化碳可以降低CO2與H2反應的活化能。在200-360℃,9MPa時合成氣初始組成H2、CO、CO2物質的量之比7:2:1的條件下研究甲醇的合成反應。如圖所示,CO2的平衡轉化率隨溫度升高先減小后增大,分析可能的原因是____。(3)工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反應的熱化學方程式為:CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)ΔH=+29.1kJ·mol-1科研人員對該反應進行了研究,部分研究結果如下:根據圖,分析工業(yè)上制取甲酸甲酯時,選擇的合適條件為_____。(4)某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質、以CH3OH為燃料,該電池工作原理見圖。該反應負極電極反應式為_____。29、(10分)全球變暖,冰川融化,降低大氣中CO2的含量顯得更加緊迫。(1)我國儲氫碳納米管研究取得重大進展,碳納米管可用氧化法提純,請完成并配平下述化學方程式:___C+___K2Cr2O7+__________=__CO2↑+___K2SO4+__Cr2(SO4)3+__H2O(2)甲醇燃料電池即將從實驗室走向工業(yè)化生產。工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應的熱化學方程式為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-116kJ/mol①下列措施中有利于增大該反應的反應速率的是___________(填字母代號)。A.隨時將CH3OH與反應混合物分離B.降低反應溫度C.增大體系壓強D.使用高效催化劑②已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ/molH2(g)+O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ/mol則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和水蒸氣時的熱化學方程式為__________________。③在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。下圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質的量均為1mol)與CO平衡轉化率的關系。請回答:i)在上述三種溫度中,曲線Z對應的溫度是_____________。ii)利用圖中a點對應的數據,計算出曲線Z在對應溫度下,反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數KZ=__________(計算出數值)。此時KZ________KY(填“>”“<”或“=”)。(3)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為5.6×10-5mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為______________。
參考答案一、選擇題(共包括22個小題。每小題均只有一個符合題意的選項)1、B【解析】
A、晶體硅能導電,可用于制作半導體材料,與熔點高硬度大無關系,A不正確;B、氫氧化鋁具有弱堿性,能與酸反應生成鋁鹽和水,可用于制胃酸中和劑,B正確;C、漂白粉具有強氧化性,可用于漂白紙張,與其穩(wěn)定性無關系,C不正確;D、氧化鐵是紅棕色粉末,可用于制作紅色涂料,與是否能與酸反應無關系,D不正確,答案選B。2、C【解析】
A.海水接近中性,碳素鋼在海水中發(fā)生的腐蝕主要是吸氧腐蝕,故A錯誤;B.反應前后氣體體積減少,△S<0,反應Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l)在室溫下能自發(fā)進行,則該反應的ΔH>0,故B錯誤;C.室溫時,銨根離子水解呈酸性,促進CaCO3的溶解,CaCO3在0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中的溶解度比在純水中的大,故C正確;D.SO2和O2的反應是可逆反應,2molSO2和1molO2在密閉容器中混合充分反應,轉移電子的數目小于4×6.02×1023,故D錯誤;故選C。3、A【解析】
根據周期表中元素的排列規(guī)律可知:X為P元素,Y為N元素,Z為O元素,結合元素周期律分析判斷?!驹斀狻恐芷诒碇性氐呐帕幸?guī)律可知:X為P元素,Y為N元素,Z為O元素。A.一般而言,電子層數越多,半徑越大,電子層數相同,原子序數越大,半徑越小,離子半徑的大小:X>Y>Z,故A正確;B.元素的非金屬性越強,單質的氧化性越強,單質的氧化性X<Y<Z,故B錯誤;C.N的氫化物不只有一種,可以是氨氣、聯(lián)氨等氫化物,故C錯誤;D.P的最高價氧化物對應的水化物為磷酸,屬于中強酸,故D錯誤;答案選A。【點睛】理解元素的排列規(guī)律,正確判斷元素是解題的關鍵,本題的易錯點為C,要注意肼也是N的氫化物。4、A【解析】
A.橋墩浸泡在接近中性的海水中,主要發(fā)生析氧腐蝕,故A錯誤;B.海水中含有氯化鈉等電解質,導電性比河水強,鋼鐵橋墩在海水中比在河水中腐蝕更快,故B正確;C.圖1為外加電源的陰極保護法,輔助電極的材料可以為石墨等,故C正確;D.圖2為犧牲陽極的陰極保護法,鋼鐵橋墩充當正極,正極上發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+2H2O+4e一=4OH-,故D正確;故選A。5、D【解析】
①該有機物中含有碳碳雙鍵和醇羥基,可以使酸性KMnO4溶液褪色,故正確;②含有羧基,可以和NaHCO3溶液反應,故正確;③含有碳碳雙鍵,一定條件下能與H2發(fā)生加成反應,故正確;④含有羥基,在濃硫酸、加熱條件下,能與冰醋酸發(fā)生酯化反應,故正確;故選D。6、D【解析】
A.從反應開始混合氣體的平均相對分子質量始終不變,所以不能作為平衡狀態(tài)的標志,故A錯誤;B.根據表中數據判斷隨著溫度升高,平衡移動的方向,從而判斷出正反應是吸熱,所以焓變(△H)大于0,根據氣態(tài)物質的熵大于液態(tài)物質的熵判斷出反應熵變(△S)大于0,所以在高溫下自發(fā)進行,故B錯誤;C.到平衡后,若在恒溫下壓縮容器體積,平衡逆向移動,但溫度不變,平衡常數不變,因此體系中氣體的濃度不變,故C錯誤;D.根據表中數據,平衡氣體的總濃度為4.8×10-3mol/L,容器內氣體的濃度之比為2:1,故NH3和CO2的濃度分別為3.2×10-3mol/L、1.6×10-3mol/L,代入平衡常數表達式:K=(3.2×10-3)2×1.6×10-3=,故D正確;答案選D?!军c睛】計算時的分解平衡常數,要根據題目所給該溫度下的濃度值,根據NH3和CO2的物質的量之比,在相同的容器中,體積相等,可以得到濃度的關系,再代入公式即可。選項C為解答的易錯點,注意平衡常數的表達式以及影響因素。7、D【解析】
A.放電時,電解質溶液中陽離子朝正極遷移,陰離子朝負極遷移,故Na+朝正極移動,A項正確;B.電池放電時,鈉箔做負極,碳紙為正極,電子在外電路中遷移方向是從負極流向正極,B項正確;C.充電時,鈉箔發(fā)生的電極反應為:,所以若有0.1mole-通過導線,鈉箔處就會析出0.1mol的鈉單質,質量增加2.3g,C項正確;D.碳紙在電池放電時做正極,所以充電時應與電源的正極相連,電極連接錯誤;但此選項中電極反應式書寫是正確的,D項錯誤;答案選D。8、A【解析】
A.“不銹鋼是合金”,不銹鋼是鐵、鈷、鎳的合金,故A正確;B.棉和麻主要成分是纖維素,與淀粉一樣都屬于混合物,不屬于同分異構體,故B錯誤;C.花生油是不飽和酯類,牛油是飽和酯類,故C錯誤;D.豆?jié){煮沸是蛋白質發(fā)生了變性,故D錯誤。故選A。9、D【解析】
溶液為強酸性,說明溶液中含有大量H+,溶液為無色透明溶液,有色離子不能存在,然后根據發(fā)生復分解反應條件進行分析?!驹斀狻緼、OH-與H+反應生成H2O,因此該離子組不能在指定的溶液大量共存,故A不符合題意;B、Cu2+顯藍色,故B不符合題意;C、HCO3-與H+發(fā)生反應生成H2O和CO2,在指定溶液不能大量共存,故C不符合題意;D、在指定的溶液中能夠大量共存,故D符合題意?!军c睛】注意審題,溶液為無色溶液,含有有色離子不能存在,常有的有色離子是Cu2+(藍色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(棕色)、MnO4-(紫色)。10、C【解析】
A選項,第4min時,改變的反應條件是升高溫度,平衡正向移動,COCl2濃度減小,故A正確;B選項,第6min時,平衡正向移動,因此V正(COCl2)>V逆(COCl2),故B正確;C選項,第8min時的平衡常數,故C錯誤;D選項,第10min移走了一氧化碳,平衡正向移動,氯氣,一氧化碳濃度增加,COCl2濃度減小,因此COCl2濃度變化曲線沒有畫出,故D正確。綜上所述,答案為C。11、A【解析】
已知常溫下某H2CO3溶液的pH約為5.5,則c(OH-)=10-8.5mol/L,H2CO3溶液中存在H2CO3HCO3-+H+,HCO3-CO32-+H+,多元弱酸的第一步電離程度大于第二步電離程度,所以c(HCO3-)>c(CO32-),已知c(CO32-)約為5×10-11mol/L,所以該溶液中濃度最低的離子是CO32-;故選A。12、A【解析】
A.向濃度均為0.10mol?L-1的KCl和KI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,出現(xiàn)黃色沉淀,說明相同條件下AgI先于AgCl沉淀,二者為同種類型沉淀,Ksp越小溶解度越小,相同條件下越先沉淀,所以Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故A正確;B.即便亞硫酸沒有變質,先加入Ba(NO3)2溶液,再加入稀鹽酸后硝酸根也會將亞硫酸根氧化沉硫酸根,故B錯誤;C.向盛有NH4Al(SO4)2溶液的試管中,滴加少量NaOH溶液會先發(fā)生Al3++3OH-=Al(OH)3↓,并不能生成氨氣,故C錯誤;D.測定等物質的量濃度的Na2CO3和NaClO的pH值,Na2CO3>NaClO可以說明HCO3-的酸性強于HClO,若要比較H2CO3和HClO的酸性強弱,需要測定等物質的量濃度NaHCO3和NaClO的pH值,故D錯誤;故答案為A。13、A【解析】
X原子的電子層數與最外層電子數相等,X應為Al,Y和W、Y和Z分別相鄰,且W、Y和Z三種元素的原子最外層電子數之和為19,則W為O、Y為S,Z為Cl元素?!驹斀狻緼.氯氣的相對分子質量比氧氣大,沸點比氧氣高,故A錯誤;B.X為Al、Y為S、硫離子比鋁離子多一個電子層,離子半徑較大,故B正確;C.非金屬性O>S,元素的非金屬性越強,對應的氫化物越穩(wěn)定,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:H2O>H2S,故C正確;D.O的非金屬性較強,與鋁反應生成的氧化鋁為離子化合物,熔融狀態(tài)下可導電,故D正確。故選A。14、D【解析】
A.甲酸分子中也含有醛基,所以無論是否含有甲醛,都會有該現(xiàn)象,A錯誤。B.甲酸與加入過量的氫氧化鈉充分反應后的得到的甲酸鈉中仍然含有醛基,所以溶液一樣可以能發(fā)生銀鏡反應,不能證明是否含有甲醛,B錯誤。C.酸與醇發(fā)生酯化發(fā)生的實質是酸脫羥基醇脫氫。所以將甲酸溶液進行酯化反應后的混合液含有甲酸及甲酸酯中都含有醛基,可以發(fā)生銀鏡反應。因此不能證明含有甲醛,C錯誤。D.向甲酸溶液中加入足量氫氧化鈉,發(fā)生酸堿中和反應得到甲酸鈉。甲酸鈉是鹽,沸點高。若其中含有甲醛,則由于甲醛是分子晶體,沸點較低。加熱蒸餾出的氣體通入新制的氫氧化銅懸濁液加熱煮沸,若有磚紅色沉淀,則證明蒸餾出的氣體中含有甲醛,D正確。答案選D。15、C【解析】
A.云、霧和煙均為膠體,且均為膠粒分散到氣態(tài)分散劑中所得到的分散系,故均為氣溶膠,它們都能發(fā)生丁達爾效應,故A錯誤;B.濃度為75%的醫(yī)用酒精消毒效果更好,并不是濃度越高消毒效果越好,故B錯誤;C.“84”消毒液的主要成分為次氯酸鈉,具有強氧化性,能氧化乙醇,自身被還原為氯氣,故C正確;D.從題中信息可看出生產無紡布的材料是合成材料,不是天然高分子材料,故D錯誤;答案選C。【點睛】濃度為75%的醫(yī)用酒精消毒效果最高,可以殺死病毒,在疫情期間可以使用醫(yī)用酒精殺菌,但不是濃度越大越好。16、B【解析】
A.根據該分子的結構簡式可知分子式為C18H32ClN3O8P2,故A正確;B.Cl原子連接在苯環(huán)上,不能發(fā)生消去反應,故B錯誤;C.苯環(huán)、碳碳雙鍵、氮碳雙鍵均可加成,所以1mol磷酸氯喹最多能與5molH2發(fā)生加成反應,故C正確;D.分子中的—C1被—OH取代后變成酚羥基,且其鄰位碳原子有空位,可以與溴水作用生成沉淀,故D正確;故答案為B。17、A【解析】
W在大氣中有兩種同素異形體且均能支持燃燒,W為O元素;X的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的,X為Na元素;短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大,非金屬元素Y的原子序數是Z的最外層電子數的2倍,則Y為Si、Z為Cl元素;A.非金屬性Si<Cl,則Y、Z的氫化物的穩(wěn)定性Si(Y)<Cl(Z),A錯誤;B.Y的單質是晶體硅,晶體硅屬于原子晶體,X單質是金屬Na,硅的熔點高于Na,B正確;C.X(Na)、W(O)、Z(Cl)能形成NaClO,NaClO具有強氧化性,C正確;D.YZ4為SiCl4,SiCl4的電子式為,Si和Cl都滿足8電子穩(wěn)定結構,D正確;答案選A。18、A【解析】
A.c===mol/L,A正確;B.c==mol/L,B錯誤;C.表示NH3的物質的量,不表示氨水的物質的量濃度,C錯誤;D.由選項B可知,不是氨水物質的量濃度的數值,D錯誤。故選A。19、B【解析】
①甲物質中含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加聚反應,不能發(fā)生縮聚反應,①錯誤;②乙中苯環(huán)和碳碳雙鍵能和氫氣發(fā)生加成反應,1mol乙物質最多能與4molH2發(fā)生加成反應,②正確;③丙中-OH能和Na反應,且-OH與Na以1:1反應,1mol丙物質可與2mol鈉完全反應,生成1mol氫氣,溫度和壓強未知,因此不能確定氣體摩爾體積,也就無法計算氫氣體積,③錯誤;④含有碳碳雙鍵的有機物和醇都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,因此這三種物質都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色,④正確;綜上所述可知正確的說法為②④,故合理選項是B。20、C【解析】
A.pH=1的硫酸溶液中氫離子濃度為0.1mol/L,故1L溶液中氫離子的物質的量為0.1mol,則個數為0.1NA個,故A錯誤;B.硫酸是共價化合物,無氫離子,即純硫酸中離子數為0,故B錯誤;C.硫代硫酸根是弱酸根,硫代硫酸根離子在溶液中的水解會導致陰離子個數增多,故含0.1molNa2S2O3的溶液中陰離子數目大于0.1NA,故C正確;D.所產生的氣體所處的狀態(tài)不明確,氣體的摩爾體積不確定,則22.4L氣體的物質的量不一定是1mol,轉移的電子數也不一定是2NA,故D錯誤;故答案為C?!军c睛】考查物質的量和阿伏伽德羅常數的有關計算,掌握公式的運用和物質的結構是解題關鍵,常見問題和注意事項:①氣體注意條件是否為標況;②物質的結構,如硫酸是共價化合物,不存在離子;③易水解鹽中離子數目的判斷;選項C為難點,多元素弱酸根離子水解后,溶液中陰離子總數增加。21、A【解析】
A.石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣,以sp2雜化軌道成鍵,每個碳原子中的三個電子與周圍的三個碳原子形成三個σ鍵以外,余下的一個電子與其它原子的電子之間形成離域大π鍵,故A錯誤;B.石墨烯和金剛石都是碳元素的不同單質,屬于同素異形體,故B正確;C.石墨烯中的碳原子采取sp2雜化,形成了平面六元并環(huán)結構,所有碳原子處于同一個平面,故C正確;D.石墨結構中,石墨層與層之間存在分子間作用力,所以從石墨中剝離得到石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力,故D正確;答案選A。22、D【解析】A.根據“五金入強水皆化、惟黃金不化強水中”判斷“強
水”主
要
成
分
是
硝酸,故A正確;B.“將礬炒去,約折五分之一”是指綠礬脫水,故B正確;C.“鍋下起火,取氣冷定”描述了蒸餾的過程,故C正確;D.“五金入強水皆化”是指金屬溶于硝酸,過程產生的氣體主要是氮的氧化物,故D不正確。故選D。二、非選擇題(共84分)23、乙醇取代反應加成反應醚鍵和羥基ad8(任寫一種,符合題目要求即可)【解析】
和氯氣在催化劑作用下發(fā)生取代生成C,C在堿性條件下發(fā)生發(fā)生水解反應生成F,F(xiàn)和G在堿性條件下生成H,根據H的結構簡式,可知C的結構簡式為,F(xiàn)的結構簡式為;B(乙烯)在催化劑作用下與水發(fā)生加成反應生成E,則E為乙醇,乙醇與氨氣發(fā)生取代反應生成(CH3CH2)3N,據此分析解答?!驹斀狻?1)根據分析C的結構簡式為,E的化學名稱是乙醇;(2)根據分析,和氯氣在催化劑作用下發(fā)生取代生成C,反應類型為取代反應;B(乙烯)在催化劑作用下與水發(fā)生加成反應生成E,反應類型為加成反應;(3)化合物I的結構簡式為,其中含氧官能團有醚鍵和羥基;(4)A與氯氣在加熱條件下反應生成D,D在催化劑作用下被氧氣氧化生成G,D可使溴水褪色,說明D中含有碳碳雙鍵,由D生成G的反應實現(xiàn)了原子利用率100%,結合G的結構簡式可知,D的結構簡式為,則該反應的化學方程式為:;(5)反應中G()到H()過程中,氯原子從G分子中脫離,則a位置的鍵發(fā)生斷鍵;含有重氫的環(huán)狀結構斷開,說明d位置化學鍵斷裂;斷裂的化學鍵為ad;(6)H的結構簡式為,Y為H的同分異構體,含有萘環(huán),且環(huán)上只有一個取代基,可發(fā)生水解反應,但不能發(fā)生銀鏡反應,說明分子中由酯基,沒有醛基,故符合要求的結構簡式為、、、、、、、,共有8種(任寫一種,符合題目要求即可)。24、酯基加成反應2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OAC【解析】
由A在標準狀況下的密度可以求出A的相對分子質量為22.4L·mol-1×1.25g·L-1=28g·mol-1,A為CH2=CH2,和水加成生成乙醇,B為CH3CH2OH,乙醇催化氧化生成乙醛,C為CH3CHO,乙醛再催化氧化為乙酸,D為CH3COOH。F為乙酸苯甲酯,由乙酸和E生成,故E為苯甲醇。【詳解】(1)F是酯,含有的官能團為酯基;(2)乙烯生成乙醇是發(fā)生了乙烯和水的加成反應,故反應類型為加成反應;(3)乙醇催化氧化生成乙醛的化學方程式為:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;(4)A.乙醇轉化為乙醛的反應中,Cu是催化劑,Cu先和氧氣生成CuO,CuO再和乙醇生成Cu和乙醛,所以Cu參與了化學反應,但反應前后的質量保持不變,故A正確;B.乙醛有還原性,可以被溴水中的溴氧化從而使溴水褪色,故B錯誤;C.乙酸和苯甲醇生成乙酸苯甲酯的反應是酯化反應,本質上是取代反應,故C正確;D.合成過程中原子的理論利用率為100%的反應有2個,分別是乙烯加成生成乙醇和乙醛催化氧化為乙酸。故D錯誤。故選AC?!军c睛】在有機轉化關系中,連續(xù)氧化通常是醇氧化成醛,醛進一步氧化成羧酸。25、關閉活塞a和分液漏斗活塞,向分液漏斗中加水,打開分液漏斗活塞,水滴入圓底燒瓶一會兒后不再滴入,則裝置氣密性良好利用生成的CO2將整個裝置內的空氣趕盡,避免NO和O2反應生成NO2對氣體產物的觀察產生干擾3Cu+8HNO3→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O檢驗有無NO2產生,若有NO2,則NO2與水反應生成硝酸,硝酸將Fe2+氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+與SCN﹣反應溶液呈血紅色,若無二氧化氮則無血紅色2NO+O2+2NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O【解析】
盛有稀硝酸的分液漏斗與一個不太常見的Y型試管相連,通過Y型試管我們可以先讓稀硝酸滴入碳酸鈣的一側,產生趕走裝置內的氧氣(此時活塞a打開),接下來再讓稀硝酸滴入含有銅片的一側,關閉活塞a開始反應,產生的氣體通入集氣瓶中觀察現(xiàn)象,實驗結束后打開活塞a,進行尾氣處理即可?!驹斀狻浚?)若要檢驗氣密性,可以關閉活塞a和分液漏斗活塞,向分液漏斗中加水,打開分液漏斗活塞,水滴入圓底燒瓶一會兒后不再滴入,則裝置氣密性良好;(2)根據分析,先和碳酸鈣反應的目的是利用生成的CO2將整個裝置內的空氣趕盡,避免NO和O2反應生成NO2對氣體產物的觀察產生干擾;銅和稀硝酸的反應產物為,方程式為;(3)在整個中學階段只有一個用途,那就是檢驗,此處可以通過來間接檢驗是否有的生成,若有則與水反應生成硝酸,硝酸將氧化為,與反應呈血紅色,若無則溶液不會呈血紅色;只觀察到了棕色證實反應中只產生了,因此尾氣處理的方程為。26、反應中硫酸過量,在濃縮過程中,稀硫酸變濃,濃硫酸的吸水性使CuSO4·5H2O失去結晶水變?yōu)镃uSO4Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O減壓設備水(H2O)2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+加入乙醇或醇析Cu(NH3)4SO4·H2O晶體難溶于乙醇,能溶于水平衡氣壓,防止堵塞和倒吸AB【解析】
I.(1)得到的為硫酸銅和硫酸溶液,濃縮時,硫酸變濃,具有吸水性;(2)雙氧水與銅、稀硫酸反應生成硫酸銅和水;(3)過氧化氫受熱易分解,故采用減壓蒸餾的方式;Ⅱ.(1)硫酸銅與NH3?H2O反應生成Cu2(OH)2SO4,據此書寫離子方程式;(2)根據Cu(NH3)4SO4?H2O可溶于水,難溶于乙醇分析;Ⅲ.(1)玻璃管2起到了平衡氣壓的作用;(2)根據關系式計算;(3)氨含量測定結果偏低,說明中和滴定時消耗氫氧化鈉溶液體積V2偏大?!驹斀狻縄.(1)得到的為硫酸銅和硫酸溶液,濃縮時,硫酸變濃,濃硫酸具有吸水性,使CuSO4·5H2O失去結晶水變?yōu)镃uSO4,可使固體變?yōu)榘咨?2)Cu在H2O2作用下與稀硫酸反應生成硫酸銅,該反應的化學方程式為:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;(3)過氧化氫受熱易分解,故采用減壓蒸餾的方式,則B處增加一個減壓設備,餾出物為H2O;II.(1)淺藍色沉淀的成分為Cu2(OH)2SO4,反應的離子方程式為:2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+;(2)由題中信息,Cu(NH3)4SO4·H2O晶體難溶于乙醇,可溶于水,故加入乙醇(或醇析)可從深藍色溶液中析出深藍色晶體;Ⅲ.(1)裝置中長導管可起到平衡氣壓,防止堵塞和倒吸;(2)與氨氣反應的n(HCl)=10?3V1L×0.500mol?L?1?0.500mol?L?1×10?3V2L=5×10?4(V1?V2)mol,根據NH3~HCl可知,n(NH3)=n(HCl)=5×10?4(V1?V2)mol,則n[Cu(NH3)4SO4·H2O]=n(NH3)=×5×10?4(V1?V2)mol,樣品中產品純度的表達式為:×100%=×100%;(3)A.滴定時未用NaOH標準溶液潤洗滴定管,濃度偏低,則V2偏大,氨含量偏低,故A正確;B.滴定過程中選用酚酞作指示劑,滴定終點時溶液呈堿性,消耗NaOH溶液體積偏大,測定的氨含量偏低,故B正確;C.讀數時,滴定前平視,滴定后俯視,導致V2偏小,則含量偏高,故C錯誤;D.取下接收瓶前,未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導管外壁,導致鹽酸偏少,需要的氫氧化鈉偏少,則V2偏小,含量偏高,故D錯誤;E.由于操作不規(guī)范,滴定前無氣泡,滴定后滴定管中產生氣泡,導致消耗氫氧化鈉溶液體積V2偏小,測定的氨含量偏高,故E錯誤;故答案選AB。27、水浴加熱MgSO4+NH4HCO3+NH3?H2O+(n-1)H2OMgCO3·nH2O↓+(NH4)2SO4取最后一次洗滌液少許于試管中,加入稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,然后加入BaCl2溶液,若無白色沉淀,則沉淀已經洗滌干凈緩沖壓強(或平衡壓強),還可以起到封閉體系的作用使廣口瓶中溶解的CO2充分逸出,并被NaOH溶液充分吸收4酸式0.13【解析】
本實驗題分為合成碳酸鎂晶須、測定MgCO3·nH2O中n值、測定菱鎂礦中鐵的含量三部分。合成碳酸鎂晶須是利用MgSO4溶液和NH4HCO3溶液、氨水反應生成。測定MgCO3·nH2O中n值,采用的是加稀硫酸,和MgCO3·nH2O反應,測定產生的CO2的體積,可以通過計算確定MgCO3·nH2O中n值。測定菱鎂礦中鐵的含量的原理是將菱鎂礦中的鐵轉化為Fe2+,用H2O2溶液滴定,根據消耗的H2O2的物質的量以及電子守恒即可計算出菱鎂礦中鐵的含量?!驹斀狻浚?)①步驟2控制溫度在50℃,當溫度不超過100℃時,較好的加熱方法是水浴加熱。水浴加熱既可均勻加熱,又可以很好地控制溫度。②MgSO4溶液和NH4HCO3溶液、氨水反應生成MgCO3·nH2O沉淀的同時還得到(NH4)2SO4,化學方程式為:MgSO4+NH4HCO3+NH3?H2O+(n-1)H2OMgCO3·nH2O↓+(NH4)2SO4。③步驟4檢驗沉淀是否洗滌干凈,可以檢驗洗滌液中的SO42-,方法是取最后一次洗滌液少許于試管中,加入稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,然后加入BaCl2溶液,若無白色沉淀,則沉淀已經洗滌干凈。(2)①圖中氣球可以緩沖壓強(或平衡壓強),還可以起到封閉體系的作用。②上述反應后期要升溫到30℃,主要目的是使廣口瓶中溶解的CO2充分逸出,并被NaOH溶液充分吸收。③標準狀況下1.12LCO2的物質的量為0.05mol,根據碳守恒,有=0.05mol,解得n=4。(3)①H2O2溶液有強氧化性和弱酸性,應裝在酸式滴定管中。②四次實驗數據,第3次和其他三次數據偏離較大,舍去,計算出三次實驗消耗H2O2溶液體積的平均值為15.00mL。n(H2O2)=0.015L×0.010mol/L=1.5×10-4mol,在H2O2和Fe2+的反應中,H2O2做氧化劑,-1價氧的化合價降低到-2價,F(xiàn)e2+中鐵的化合價升高到+3價,根據電子守恒,n(Fe2+)=2(H2O2)=3×10-4mol,則m(Fe)=3×10-4mol×56g/mol=0.0168g,實驗菱鎂礦中鐵元素的質量分數為×100%=0.13%。【點睛】當控制溫度在100℃以下時,可以采取水浴加熱的方法。檢驗沉淀是否洗滌干凈時需要選擇合適的檢測離子,選擇檢測的離子一定是濾液中的離子,并且容易通過化學方法檢測。檢驗沉淀是否洗滌干凈的操作需要同學記住。28、3:1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ·mol-1開始時CO2和H2反應生成甲醇,該反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,使CO2轉化率降低;當溫度升高到一定程度后,CO2和H2反應生成CO該反應為吸熱反應使平衡正向移動,轉化率升高4.0×106Pa,80℃CH3OH+3CO32--6e-=4CO2+2H2O【解析】
(1)求理論上原料氣中甲烷與二氧化碳體積比時,可設未知數,然后利用兩個相關反應得出CO2、H2的物質的量,利用n(CO2):n(H2)=1:2,求出體積比。(2)①利用蓋斯定律,得出二氧化碳加氫合成甲醇的熱化學方程式。②CO2的平衡轉化率隨溫度升高而減小,則溫度升高,平衡逆向移動,正反應應為放熱反應;CO2的平衡轉化率隨溫度升高而增大,表明升高溫度,平衡正向移動,正反應為吸熱反應,于是尋找符合條件的反應,分析可能的原因。(3)從圖中可以看出,增大壓強,甲醇的轉化率增大,但壓強達到某數值時,甲醇的轉化率變化很小,此點為壓強的合適點;升高溫度,甲醇的轉化率增大,但溫度達到某數值時,甲醇的轉化率變化很小,此點為溫度的合適點,從而確定選擇的合適條件。(4)從圖中可以看出,CH3OH失電子,生成CO2和H2O,可能消耗熔融液中的CO32-?!驹斀狻?1)依題意知,CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)和CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)兩個反應產生的CO、H2用于制甲醇的反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。設參加反應的CH4的物質的量為x,CO2的物質的量為y,則n(CO2):n(H2)=1:2=(x+y):(3x-y),從而求出x:y=3:1。答案為:3:1;(2)反應(ii):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.67kJ·mol-1反應(iii):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.17kJ·mol-1①利用蓋斯定律,將反應(ii)+反應(iii),可得出二氧化碳加氫合成甲醇的熱化學方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ·mol-1。答案為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ·mol-1;②涉及CO2與H2反應的方程式有以下兩個:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ·mol-1;CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.17kJ·mol-1。對于前一個反應,反應為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,CO2的平衡轉化率減?。粚τ诤笠粋€反應,反應為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,CO2的平衡轉化率增大。則如圖所示,CO2的平衡轉化率隨溫度升高先減小后增大,可能的原因是:開始時CO2和H2反應生成甲醇,該反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,使CO2轉化率降低;當溫度升高到一定程度后,CO2和H2反應生成CO該反應為吸熱反應使平衡正向移動,轉化率升高。答案為:開始時CO2和H2反應生成甲醇,該反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,使CO2轉化率降低;當溫度升高到一定程度后,CO2和H2反應生成CO該反應為吸熱反應使平衡正向移動,轉化率升高;(3)從圖中可以看出,增大壓強,甲醇的轉化率增大,但壓強達到4.0×106Pa時,甲醇的轉化率變化很小,此點
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