湖南省郴州市重点中学2023届高三下学期第七次月考化学试卷(解析版)
高三月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 S~32 Mg~27 Ag~108 La~139
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 2021年10月13日,联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会通过《昆明宣言》,《宣言》承诺,确保制定、通过和实施一个有效的“2020年后全球生物多样性框架”,以扭转当前生物多样性丧失,并确保最迟在2030年使生物多样性走上恢复之路,进而全面实现“人与自然和谐共生”的2050年愿景。从化学角度,下列不利于实现该宣言的是
A. 燃煤中添加石灰石,以消除SO2对环境的污染
B. 垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用
C. 禁止使用农药和化肥,保护水资源
D. 购物时使用布袋等代替塑料袋
2. NA是阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4L(标准状况)氮气中含7NA个中子
B. 标准状况下,2.24LHF中所含分子数目为0.1NA
C. 12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子
D. 1mol重水比1mol水多NA个质子
3. 下列描述原子结构的化学用语正确的是
A. 氯化铵的电子式: B. 基态铜原子的价层电子排布式:
C. 乙烯分子的结构简式为 D. 的VSEPR模型:
4. 下列有关说法正确是
A. 乙烯、氯乙烯、聚氯乙烯均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 至少由15个原子共平面
C. 甲苯苯环上的一个氢原子被一C3H6Cl取代,形成的同分异构体有9种。
D. 经测定乙二醇和苯组成的混合物中氧的质量分数为8%,则此化合物中碳的质量分数为84%
5. 下列实验操作正确且能达到目的的是
A. 装置甲可验证稀硝酸的还原产物为NO
B. 装置乙用于制备胶体
C. 装置丙可证明非金属性强弱:Cl>C>Si
D. 装置丁用于配制的硫酸溶液
6. XeF2晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°。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,称为原子的分数坐标,如A点原子的分数坐标为(,,)。已知Xe—F键长为rpm,下列说法不正确的是
A. 该晶体的密度为g/cm3
B. B点原子的分数坐标为(0,0,r)
C. 晶胞中A、B间距离d=pm
D. 基态F原子的核外电子空间运动状态有5种
7. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X、Z同主族,这四种元素与C、Li形成的某种离子液体的结构式为。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物的热稳定性: W
C. Na2Z溶液能使紫色石蕊试液变红
D. 该离子液体中各原子最外层电子均满足8电子稳定结构(离子可以看成是带电的原子)
8. 水体中的局部氮循环如下图所示,其中含氮物质转化方向与水深有关。
下列说法不正确的是
A. 图中涉及的反应均为氧化还原反应
B. 反硝化过程中含N物质被还原
C. 不同水深含氮物质转化方向不同,可能与溶氧量有关
D. 排放含废水不会影响水体中的浓度
9. 标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为能量变化如图所示。已知为快速平衡,下列说法错误的是
A. 反应I、IV为决速步
B. 反应结束后,溶液中存在
C. 反应结束后,溶液中存在
D. 和的总能量与和的总能量之差等于图示总反应的焓变
10. 南开大学陈军院士团队研制的一种水性聚合物-空气可充电电池,工作原理如图。N极为尖晶石钴,M极为碳纳米管上的聚合物,电解液为KOH溶液。下列说法中错误的是
A. 放电时,电解质溶液的pH增大
B. 放电时,M极的电极反应式为-2ne-=
C. 充电时,每转移1 mol电子,N极上有0.25 mol O2参与反应
D. 充电时,N极与电源正极相连
11. 黄铜矿主要成分是,还含有,以该黄铜矿为原料制备胆矾的流程如下:
下列说法正确的是
A. 方案Ⅰ中,“浸取”时使用98%浓硫酸
B. 滤渣Ⅱ中含和S
C. 可用氯水和KSCN溶液检验滤液Ⅰ和滤液Ⅱ中是否含
D. 方案Ⅰ更符合环保要求
12. 工业上生产CO是由焦炭和CO2在高温反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2L的刚性密闭容器中,高温下进行下列反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=QkJ·mol-1。图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图。下列说法正确的是
A. 0~1min,v(CO)=1mol·L-1·min-1;1~3min时,v正(CO)=v逆(CO2)
B. 当容器内的气体密度(ρ)不变时,反应一定达到平衡状态,且<1
C. 5min时再充入一定量的CO,a、d曲线分别表示n(CO)、n(CO2)的变化
D. 3min时温度由T1升高到T2,则Q>0,再达平衡时≈4.7
13. 实验室用如图所示的装置模拟处理工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO和CO)。装置II中生成NaNO3和NaNO2两种盐,装置Ⅲ用于吸收CO。下列有关说法正确的是
A. 实验时应先向装置I中通工业废气,再向装置II中通空气
B. 装置I中吸收SO2化学方程式为2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2
C. 装置II中每吸收1molNO消耗1molNaOH
D. [Cu(NH3)2]+中,Cu+提供孤电子对与NH3形成配位键
14. 用0.1mol/L NaOH溶液滴定10mL 0.1mol/L盐酸,利用电导率传感器可绘制滴定过程中的电导率曲线如下图所示。下列说法错误的是
A. 电导率最低点c点就是酸碱中和滴定的终点
B. 由图所知,随着NaOH溶液增加,溶液pH先变小后变大
C. b、c、d点都存在:
D. a点电导率最大是因为此时溶液中导电微粒浓度最高
二、非选择题(共4个大题,58分)
15. 氮化锶(Sr3N2)在工业上广泛用于生产荧光粉。已知:锶与镁同一主族,金属锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶,氮化锶易水解,遇水剧烈反应。
Ⅰ.利用装置A和C制备Sr3N2
(1)装置A中仪器b的名称是__,a导管的作用是___。
(2)写出由装置A制备N2的化学方程式:__。
(3)操作中,应先点燃装置A的酒精灯一段时间后,再点燃装置C的酒精灯,这样操作的理由是___。
Ⅱ.利用装置B和C制备Sr3N2。(已知:氧气可被连苯三酚溶液定量吸收。)
(4)写出装置B的NaOH溶液中发生反应的离子方程式:__。
(5)装置C中广口瓶盛放试剂是__。
Ⅲ.测定Sr3N2产品的纯度
(6)取10.0g该产品,向其中加入适量的水,直接将生成的气体全部通入浓硫酸中,利用浓硫酸增重质量计算得到产品的纯度,该方法测得产品的纯度偏高,其原因是__。经改进后测得浓硫酸增重1.02g,则产品的纯度为__。
16. 工业上铬铁矿主要成分为亚铬酸亚铁[Fe(CrO2)2],还含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等杂质。以铬铁矿为原料制取铬酸钠(Na2CrO4)晶体,其工艺流程如图:
已知:a.+3价Cr在酸性溶液中性质稳定,当pH>9时,以CrO形式存在且易被氧化。
b.常温下,氢氧化铁的Ksp=4.0×10-38、氢氧化镁的Ksp=1.8×10-11、氢氧化铝的Ksp=3.2×10-34。
(1)为了提高酸浸速率和反应充分,可以采取的措施有_____(填两条)。
(2)滤渣2的主要成分为______(写化学式)。
(3)流程中两次使用了H2O2,分别写出两次反应的离子方程式:_____。
(4)产品铬酸钠溶于水后,CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0mol L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H+)的变化如图所示,用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应:_____,根据A点数据计算出该转化反应的平衡常数为_____,温度升高,溶液中CrO的平衡转化率减小,则该反应的△H_____(填“>”“<”或“=”)0。
17. 丙烯是生产石油化工产品的基本原料之一,其需求增长迅速。某科研小组以、、等为催化剂,通过丙烷催化氧化脱氢制备丙烯,其反应原理为 。
Ⅰ.已知:丙烷、丙烯的燃烧热()分别为、。
。
(1)则___________。
Ⅱ.不同催化剂对丙烷的催化效率不同,平衡时,丙烷的总转化率与催化剂、不同投料比之间的关系如表。
催化剂 反应温度/℃ 总转化率/% 丙烯的选择性/%
500 3:2:5 25 46.6
500 3:2:5 25 40.0
500 1:1:8 40.0 45.0
(2)在上述三种催化剂作用下,丙烯产率最高的是___________(填催化剂的化学式)。
(3)在500℃、以为催化剂的条件下,向容积为10L的恒容密闭容器中充入、、,发生反应,经过10min达到平衡状态。
①,丙烯的化学反应速率___________。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.不变
B.与的物质的量之比为1:1
C.的质量不再改变
③欲提高丙烷转化率,可采取的措施是___________(任写一条即可)。
④在恒温恒压的密闭容器中充入丙烷、氧气、氨气发生氧化脱氢反应,起始氧气一定时,越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是___________。
(4)在500℃、以为催化剂的条件下,向恒容密闭容器中充入、、发生反应,平衡时压强为p[已知该催化剂条件下的副反应为],则该温度下丙烷氧化脱氢反应的平衡常数___________(用含p的代数式表示,是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×体积分数,列出计算式即可,不用化简)。
18. 环吡酮胺()是一类广谱抗真菌剂,本身具有一定的抗菌活性,临床用于治疗体癣、脚癣、花斑癣,白色念珠菌感染等。其合成路线如图所示(部分反应条件和生成物略去):
已知如下信息:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
回答下列问题:
(1)的名称为_______,中官能团名称为_______。
(2)能鉴别与试剂为_______(填序号)。
A. 溶液 B. 银氨溶液
C. 氯化铁溶液 D. 溴水
(3)写出的化学方程式:_______。
(4)写出的结构简式:_______,()为环吡酮胺的衍生物,的一种芳香族同分异构体,同时满足下列条件,请写出的所有结构简式:_______。
a. 消耗
b. 核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为
(5)请设计以、 、为原料(其他无机试剂任选),合成 的路线_______。
高三月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 S~32 Mg~27 Ag~108 La~139
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 2021年10月13日,联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会通过《昆明宣言》,《宣言》承诺,确保制定、通过和实施一个有效的“2020年后全球生物多样性框架”,以扭转当前生物多样性丧失,并确保最迟在2030年使生物多样性走上恢复之路,进而全面实现“人与自然和谐共生”的2050年愿景。从化学角度,下列不利于实现该宣言的是
A. 燃煤中添加石灰石,以消除SO2对环境的污染
B. 垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用
C. 禁止使用农药和化肥,保护水资源
D. 购物时使用布袋等代替塑料袋
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳、氧化钙和二氧化硫生成亚硫酸钙、亚硫酸钙被氧气氧化生成硫酸钙,因此燃煤中添加石灰石能起“固硫”作用、、消除SO2对环境的污染,A正确;
B. 垃圾分类、不但能回收利用很多资源、还能减少环境污染,B正确;
C.农药和化肥带来粮食作物增产,不可能禁用、但要有效利用、不滥用,C错误;
D.布袋可重复使用、使用布袋等代替塑料袋,以节省资源、减少白色污染,D正确;
答案选C。
2. NA是阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4L(标准状况)氮气中含7NA个中子
B. 标准状况下,2.24LHF中所含分子数目为0.1NA
C. 12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子
D. 1mol重水比1mol水多NA个质子
【答案】C
【解析】
【详解】A.氮气分子中含有的中子数为14,则标准状况下22.4L氮气中含有的中子数为×14×NAmol—1=14NA,故A错误;
B.标准状况下,氟化氢为液态,无法计算2.24L氟化氢的物质的量和含有的分子数目,故B错误;
C.石墨烯和金刚石的化学式相同,都是C,则12gC中含有碳原子个数为×NAmol—1=NA,故C正确;
D.重水中含有的中子数为10,水中含有的中子数为8,则1mol重水与1mol水中含有的中子数之差为1mol×(10—8)×NAmol—1=2NA,故D错误;
故选C。
3. 下列描述原子结构的化学用语正确的是
A. 氯化铵的电子式: B. 基态铜原子的价层电子排布式:
C. 乙烯分子的结构简式为 D. 的VSEPR模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化铵是离子化合物,由铵根离子和氯离子构成,其电子式为,A错误;
B.基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1,B错误;
C.乙烯分子的结构简式为CH2=CH2,C错误;
D.H2O中O与两个H分别形成共价键,同时存在两对孤电子对,空间构型为V形,D正确;
故答案选D。
4. 下列有关说法正确的是
A. 乙烯、氯乙烯、聚氯乙烯均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 至少由15个原子共平面
C. 甲苯苯环上的一个氢原子被一C3H6Cl取代,形成的同分异构体有9种。
D. 经测定乙二醇和苯组成的混合物中氧的质量分数为8%,则此化合物中碳的质量分数为84%
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚氯乙烯中不含有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错误;
B.中至少由16个原子共平面,B错误,
C.-C3H6Cl有5种结构,甲苯苯环上的个氢原子被-C3H6Cl取代,两个取代基可以处于邻间、对位,故形成的同分异构体有15种,C错误:
D.苯,乙二醇组成的混合物可以看作CxHx·H2O混合,氧元素为8%,则水的质量分数为8%×=9%、CH的质量分数为1-9%=91%,所以混合物中碳元素的质量分数为91%×=84%,D正确;
故选D。
5. 下列实验操作正确且能达到目的的是
A. 装置甲可验证稀硝酸的还原产物为NO
B. 装置乙用于制备胶体
C. 装置丙可证明非金属性强弱:Cl>C>Si
D. 装置丁用于配制的硫酸溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.稀硝酸与碳酸钙反应生成二氧化碳可排出装置内空气,然后Cu与稀硝酸反应生成NO,且NO不溶于水,试管及集气瓶中均出现无色气体,则可验证稀硝酸的还原产物为NO,故A正确;
B.由于盐酸易挥发,应向沸水中滴加饱和FeCl3溶液制备胶体,而硫酸是难挥发的酸,不能选用饱和Fe2(SO4)3溶液,故B错误;
C.挥发的盐酸与硅酸钠反应,且盐酸为无氧酸,图中实验不能比较非金属性强弱,故C错误;
D.不能在容量瓶中稀释浓硫酸,应在烧杯中稀释、冷却后转移到容量瓶中定容,故D错误;
故选:A
6. XeF2晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°。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,称为原子的分数坐标,如A点原子的分数坐标为(,,)。已知Xe—F键长为rpm,下列说法不正确的是
A. 该晶体的密度为g/cm3
B. B点原子的分数坐标为(0,0,r)
C. 晶胞中A、B间距离d=pm
D. 基态F原子的核外电子空间运动状态有5种
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据XeF2的化学式,可判断Xe、F原子个数比为1 : 2,该晶胞中灰球有个,为Xe原子,黑球有个,为F原子,则该晶胞中有2个XeF2分子。故其密度为 =g/cm3,A正确;
B.由Xe-F键长为r pm可知,B点原子的分数坐标为(0,0,),B错误;
C.过A点向B点所在棱边作垂线,相交于D点,则D点为B点所在棱边的中点,AD长度为底面对角线的一半,AD = pm,则BD=pm;AB =pm,C正确;
D.基态F原子核外电子为,根据s能级一个轨道,p能级3个轨道,故有5种电子空间运动状态,D正确;
答案选B。
7. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X、Z同主族,这四种元素与C、Li形成的某种离子液体的结构式为。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物的热稳定性: W
C. Na2Z溶液能使紫色石蕊试液变红
D. 该离子液体中各原子最外层电子均满足8电子稳定结构(离子可以看成是带电的原子)
【答案】A
【解析】
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X能形成2个共价键,Z形成6个共价键,X、Z同主族,X是O元素、Z是S元素;Y能形成1个共价键,Y是F元素;W形成3个共价键,W是N元素;
【详解】A.同周期元素从左到右,非金属性依次增强,气态氢化物的稳定性依次增强,热稳定性: NH3
C.Na2S溶液显碱性,能使紫色的石蕊试液变蓝,故C错误;
D.该离子液体中,Li+不满足最外层8电子稳定结构,故D错误;
选A。
8. 水体中的局部氮循环如下图所示,其中含氮物质转化方向与水深有关。
下列说法不正确的是
A. 图中涉及的反应均为氧化还原反应
B. 反硝化过程中含N物质被还原
C. 不同水深含氮物质转化方向不同,可能与溶氧量有关
D. 排放含废水不会影响水体中的浓度
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图中转化关系可知,图中涉及的反应,元素化合价都发生了变化,故均为氧化还原反应,故A正确;
B.由图中转化关系可知,反硝化过程中含N物质化合价均降低,被还原,故B正确;
C.表层水中氧气浓度大,含氮物质转化以硝化过程为主,发生氧化反应;底层水中氧气浓度小,含氮物质转化以反硝化过程为主,发生还原反应,所以不同水深含氮物质转化方向不同,可能与溶氧量有关,故C正确;
D.图中转化关系中浓度增大,硝化作用增强,会导致增多,所以排放含废水会影响水体中的浓度,故D错误;
答案选D。
9. 标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为能量变化如图所示。已知为快速平衡,下列说法错误的是
A. 反应I、IV为决速步
B. 反应结束后,溶液中存在
C. 反应结束后,溶液中存在
D. 和的总能量与和的总能量之差等于图示总反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应的活化能越高,反应速率越慢,由图可知,反应Ⅰ、IV的活化能较高,因此反应的决速步骤为反应Ⅰ、IV,A正确;
B.反应I为加成反应,而与为快速平衡,反应II的成键和断键方式为或,后者能生成18OH-,因此反应结束后,溶液中存在18OH-,B正确;
C.反应III的成键和断键方式为或,因此反应结束后溶液中不会存在,C错误;
D.由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,故和的总能量与和的总能量之差等于图示总反应的焓变,D正确;
故选C。
10. 南开大学陈军院士团队研制的一种水性聚合物-空气可充电电池,工作原理如图。N极为尖晶石钴,M极为碳纳米管上的聚合物,电解液为KOH溶液。下列说法中错误的是
A. 放电时,电解质溶液的pH增大
B. 放电时,M极的电极反应式为-2ne-=
C. 充电时,每转移1 mol电子,N极上有0.25 mol O2参与反应
D. 充电时,N极与电源正极相连
【答案】C
【解析】
【详解】A.放电时,总反应为2 +nO2+2nH2O=2+4nOH-,则电解质溶液pH增大,A正确;
B.放电时该装置为原电池,M电极为负极,负极上失电子生成,负极反应式为: -2ne-=,B正确;
C.充电时该装置为电解池,N电极与电源的正极相接,作阳极,阳极反应与正极反应相反,即4OH --4e- =O2↑+2H2O,则充电时每转移l mol电子,N电极上生成0.25mo1O2,C错误;
D.原电池工作时N电极为正极,M电极为负极,充电时装置为电解池,原电池的正负极分别接电源的正负极,即N极与电源正极相连,D正确;
故合理选项是C。
11. 黄铜矿主要成分是,还含有,以该黄铜矿为原料制备胆矾的流程如下:
下列说法正确的是
A. 方案Ⅰ中,“浸取”时使用98%浓硫酸
B. 滤渣Ⅱ中含和S
C. 可用氯水和KSCN溶液检验滤液Ⅰ和滤液Ⅱ中是否含
D. 方案Ⅰ更符合环保要求
【答案】B
【解析】
【分析】由题给流程可知,方案Ⅰ为黄铜矿在空气中煅烧得到含有氧化铜、氧化铁和二氧化硅固体的烧渣和二氧化硫气体,烧渣中加入稀硫酸浸取,氧化铜、氧化铁溶于稀硫酸得到可溶性硫酸盐,二氧化硅不反应,过滤得到滤渣Ⅰ和滤液Ⅰ;方案Ⅱ为向黄铜矿中加入硫酸铁溶液取,与硫酸铁溶液反应转化为硫酸亚铁、硫酸铜和硫,二氧化硅不与硫酸铁溶液反应,过滤得到滤渣Ⅱ和滤液Ⅱ;滤液Ⅰ和滤液Ⅱ混合后,经氧化、除铁等操作得到胆矾。
【详解】A.98%浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在,溶液中氢离子浓度小,“浸取”效果差,则方案Ⅰ中,“浸取”时不能用98%浓硫酸,故A错误;
B.方案Ⅱ中“浸取”时发生的反应为,二氧化硅与硫酸铁溶液不反应,所以过滤得到的滤渣Ⅱ中含和S,故B正确;
C.滤液Ⅰ、Ⅱ中均含有铁离子,不可用氯水和硫氰化钾溶液检验是否含亚铁离子,可用铁氰化钾溶液检验,故C错误;
D.方案Ⅰ在空气中“煅烧”时产生有毒的二氧化硫,会污染环境,不符合环保要求,故D错误;
故选B。
12. 工业上生产CO是由焦炭和CO2在高温反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2L的刚性密闭容器中,高温下进行下列反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=QkJ·mol-1。图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图。下列说法正确的是
A. 0~1min,v(CO)=1mol·L-1·min-1;1~3min时,v正(CO)=v逆(CO2)
B. 当容器内的气体密度(ρ)不变时,反应一定达到平衡状态,且<1
C. 5min时再充入一定量的CO,a、d曲线分别表示n(CO)、n(CO2)的变化
D. 3min时温度由T1升高到T2,则Q>0,再达平衡时≈4.7
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,0~1min,一氧化碳物质的量增加2mol,则反应速率;1~3min时,平衡不移动,反应速率之比等于化学计量数之比,则,故A错误;
B.该反应反应前后质量发生变化,体积不变,则其密度为变量,当容器内气体密度不变时,说明反应达到平衡状态;根据知,体积不变,反应达到平衡时,气体的质量增大,则平衡时气体的密度大于起始时气体的密度,则,故B错误;
C.5min时再充入一定量的CO,CO的物质的量瞬间增大,平衡逆向移动,CO的物质的量又逐渐减小,5min时CO2浓度不变,平衡逆向移动,CO2的物质的量逐渐增大,则b表示n(CO2)的变化,c或d表示n(CO)的变化,故C错误;
D.由图可知,3min时升高温度,一氧化碳增多,说明反应是吸热反应,T1温度平衡,一氧化碳物质的量为2mol,二氧化碳物质的量为7mol;平衡常数,T2温度平衡,一氧化碳物质的量为4mol,二氧化碳物质的量为6mol,平衡常数,则,故D正确;
答案选D。
13. 实验室用如图所示的装置模拟处理工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO和CO)。装置II中生成NaNO3和NaNO2两种盐,装置Ⅲ用于吸收CO。下列有关说法正确的是
A. 实验时应先向装置I中通工业废气,再向装置II中通空气
B. 装置I中吸收SO2的化学方程式为2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2
C. 装置II中每吸收1molNO消耗1molNaOH
D. [Cu(NH3)2]+中,Cu+提供孤电子对与NH3形成配位键
【答案】C
【解析】
【分析】工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO和CO)通过石灰乳,二氧化硫和二氧化碳被吸收,然后通入足量的氢氧化钠中,同时通入空气,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和氢氧化钠反应生成硝酸钠和亚硝酸钠,剩余氮气和一氧化碳进入装置Ⅲ,一氧化碳被吸收,氮气作为无污染气体排出。据此解答。
【详解】A. 若实验时应先向装置I中通工业废气,再向装置II中通空气,可能有一氧化氮不能被氧化,进而被氢氧化钠吸收,造成环境污染,故A错误;
B. 装置I中为足量的氢氧化钙,吸收SO2时应生成亚硫酸钙不是亚硫酸氢钙,故B错误;
C. 根据产物硝酸钠和亚硝酸钠的化学式分析,氮原子和钠原子个数比为1:1,故装置II中每吸收1molNO消耗1molNaOH,故C正确;
D. [Cu(NH3)2]+中,Cu+提供空轨道,NH3提供孤电子对与形成配位键,故D错误;
故选C。
14. 用0.1mol/L NaOH溶液滴定10mL 0.1mol/L盐酸,利用电导率传感器可绘制滴定过程中的电导率曲线如下图所示。下列说法错误的是
A. 电导率最低点c点就是酸碱中和滴定的终点
B. 由图所知,随着NaOH溶液增加,溶液pH先变小后变大
C. b、c、d点都存在:
D. a点电导率最大是因为此时溶液中导电微粒浓度最高
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图知,溶液电导率与离子浓度成正比,当V(NaOH)=10mL时,酸碱恰好完全反应生成NaCl,离子浓度最小,其电导率最小,所以电导率最低点c点就是酸碱中和滴定的终点,故A正确;
B.盐酸溶液pH<7,加入NaOH溶液消耗氢离子,pH增大,随着氢氧化钠溶液增加,pH一直增大,故B错误;
C.b、c、d点溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得,故C正确;
D.离子浓度与电导率成正比,则离子浓度越大,其电导率越高,a点电导率最大是因为此时溶液中导电微粒浓度最高,故D正确;
故选:B。
二、非选择题(共4个大题,58分)
15. 氮化锶(Sr3N2)在工业上广泛用于生产荧光粉。已知:锶与镁同一主族,金属锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶,氮化锶易水解,遇水剧烈反应。
Ⅰ.利用装置A和C制备Sr3N2
(1)装置A中仪器b的名称是__,a导管的作用是___。
(2)写出由装置A制备N2的化学方程式:__。
(3)操作中,应先点燃装置A的酒精灯一段时间后,再点燃装置C的酒精灯,这样操作的理由是___。
Ⅱ.利用装置B和C制备Sr3N2。(已知:氧气可被连苯三酚溶液定量吸收。)
(4)写出装置B的NaOH溶液中发生反应的离子方程式:__。
(5)装置C中广口瓶盛放的试剂是__。
Ⅲ.测定Sr3N2产品的纯度
(6)取10.0g该产品,向其中加入适量的水,直接将生成的气体全部通入浓硫酸中,利用浓硫酸增重质量计算得到产品的纯度,该方法测得产品的纯度偏高,其原因是__。经改进后测得浓硫酸增重1.02g,则产品的纯度为__。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②. 平衡气压,使液体顺利流下
(2)NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O
(3)利用生成的N2将装置内空气排尽,防止空气中的氧气与金属锶反应
(4)CO2+2OH-=CO+H2O
(5)浓硫酸 (6) ①. 未除去NH3中的水蒸气 ②. 87.6%
【解析】
【分析】
【小问1详解】
装置A中仪器b的名称是蒸馏烧瓶,a导管的作用是平衡分液漏斗与蒸馏烧瓶间的气压,使液体顺利流下。
【小问2详解】
装置A饱和氯化铵与亚硝酸钠溶液反应制备N2,化学方程式:NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O。
【小问3详解】
操作中,应先点燃装置A的酒精灯一段时间后,利用生成的N2将装置内空气排尽,防止空气中的氧气与金属锶反应,再点燃装置C的酒精灯,使金属锶与氮气在加热条件下生成氮化锶。
【小问4详解】
将空气通入装置B的NaOH溶液中,除去空气中的CO2气体,发生反应的离子方程式:CO2+2OH-=CO+H2O。
【小问5详解】
装置C连在硬质玻璃管的前面,需要干燥N2,故广口瓶盛放的试剂是浓硫酸。
【小问6详解】
测定Sr3N2产品的纯度的原理为:Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3↑、2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,故浓硫酸增加的质量为NH3的质量,由于浓硫酸具有吸水性,会将NH3中的水蒸气一并吸收,导致NH3的质量偏高,从而导致测得的产品纯度偏高;
经改进后测得浓硫酸增重1.02g,根据N守恒,n(Sr3N2)=n(NH3)=×=0.03mol,则m(Sr3N2)=0.03mol×292g/mol=8.76g,产品的纯度为×100%=87.6%。
16. 工业上铬铁矿主要成分为亚铬酸亚铁[Fe(CrO2)2],还含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等杂质。以铬铁矿为原料制取铬酸钠(Na2CrO4)晶体,其工艺流程如图:
已知:a.+3价Cr在酸性溶液中性质稳定,当pH>9时,以CrO形式存在且易被氧化。
b.常温下,氢氧化铁的Ksp=4.0×10-38、氢氧化镁的Ksp=1.8×10-11、氢氧化铝的Ksp=3.2×10-34。
(1)为了提高酸浸速率和反应充分,可以采取的措施有_____(填两条)。
(2)滤渣2的主要成分为______(写化学式)。
(3)流程中两次使用了H2O2,分别写出两次反应的离子方程式:_____。
(4)产品铬酸钠溶于水后,CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0mol L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H+)的变化如图所示,用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应:_____,根据A点数据计算出该转化反应的平衡常数为_____,温度升高,溶液中CrO的平衡转化率减小,则该反应的△H_____(填“>”“<”或“=”)0。
【答案】(1)将铬铁矿粉碎、充分搅拌、适当提高温度等
(2)Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、2OH-+3H2O2+ 2CrO= 2CrO+4H2O
(4) ①. 2CrO+2H+=Cr2O+H2O ②. 1.0×1014 ③. <
【解析】
【分析】工业上铬铁矿主要成分为亚铬酸亚铁[Fe(CrO2)2],还含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等杂质,先用稀硫酸酸浸并调节pH=1,[Fe(CrO2)2]、MgCO3、Al2O3能够和硫酸反应转化为Mg2+、Al3+、Fe2+和Cr3+,SiO2不和硫酸反应经过滤存在于滤渣1中,滤液1中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加入NaOH调节pH为4.7使Fe3+和Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀除去,滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,过滤后再加入NaOH调节pH>11使Mg2+转化为氢氧化镁除去,得到的滤液中加入H2O2将CrO氧化为CrO,得到Na2CrO4溶液,以此解答。
【小问1详解】
增大浸出率的方法:将铬铁矿粉碎、充分搅拌、适当提高温度等。
【小问2详解】
由分析可知,滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。
【小问3详解】
由分析可知,流程中第一次使用H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,第二次使用H2O2的作用是将CrO氧化为CrO,离子方程式为:2OH-+3H2O2+ 2CrO= 2CrO+4H2O。
【小问4详解】
从图像看出,铬酸根离子在酸性条件下逐渐转化成重铬酸根离子,离子方程式为:2CrO+2H+= Cr2O+H2O;从图像看出,酸性越强,c(Cr2O)越大,说明CrO的平衡转化率越大,A点对应的离子浓度:c(Cr2O)=0.25 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,c(CrO)=1.0 mol·L-1-0.25 mol·L-1×2=0.5 mol·L-1,平衡常数K==1.0×1014;升高温度,CrO的平衡转化率减小,说明平衡向左移动,根据平衡移动原理,正反应是放热反应,ΔH<0。
17. 丙烯是生产石油化工产品的基本原料之一,其需求增长迅速。某科研小组以、、等为催化剂,通过丙烷催化氧化脱氢制备丙烯,其反应原理为 。
Ⅰ.已知:丙烷、丙烯的燃烧热()分别为、。
。
(1)则___________。
Ⅱ.不同催化剂对丙烷的催化效率不同,平衡时,丙烷的总转化率与催化剂、不同投料比之间的关系如表。
催化剂 反应温度/℃ 总转化率/% 丙烯的选择性/%
500 3:2:5 25 46.6
500 3:2:5 25 40.0
500 1:1:8 40.0 45.0
(2)在上述三种催化剂作用下,丙烯产率最高的是___________(填催化剂的化学式)。
(3)在500℃、以为催化剂的条件下,向容积为10L的恒容密闭容器中充入、、,发生反应,经过10min达到平衡状态。
①,丙烯的化学反应速率___________。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.不变
B.与的物质的量之比为1:1
C.的质量不再改变
③欲提高丙烷转化率,可采取的措施是___________(任写一条即可)。
④在恒温恒压的密闭容器中充入丙烷、氧气、氨气发生氧化脱氢反应,起始氧气一定时,越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是___________。
(4)在500℃、以为催化剂的条件下,向恒容密闭容器中充入、、发生反应,平衡时压强为p[已知该催化剂条件下的副反应为],则该温度下丙烷氧化脱氢反应的平衡常数___________(用含p的代数式表示,是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×体积分数,列出计算式即可,不用化简)。
【答案】(1)-236
(2)
(3) ①. 0.003 ②. C ③. 及时分离出 ④. 该反应为气体分子数增加的反应,恒压条件下增大氨气的比例,相当于减压,平衡正向移动,丙烷的平衡转化率增大
(4)
【解析】
【小问1详解】
①
②
由丙烷、丙烯的燃烧热()分别为、的方程式:
③
④
由盖斯定律可得③×2-④×2+②×2得方程式①,则
则。
故答案为:-236;
【小问2详解】
在上述三种催化剂作用下,丙烯的选择性高且丙烷的总转化率高时,丙烯产率才会最高,所以最好的催化剂是:。
故答案为:
【小问3详解】
①在500℃、以为催化剂的条件下,丙烷转化率为25%,丙烯选择性为40%,说明丙烷生成丙烯的部分是40%,则, 则,丙烯的化学反应速率。
②A.与物质状态和热化学方程式的书写有关,所以不论是否平衡状态其值都不变,故A错误;
B.,与的物质的量之比一直为1:1,不能说明该反应达到平衡状态,故B错误;
C.为生成物,平衡时的质量才不再改变,故C正确。
③欲提高丙烷转化率,即让反应正向进行即可,所以可采取的措施是及时分离出产物,促进反应正向进行。
④在恒温恒压的密闭容器中充入丙烷、氧气、氨气发生氧化脱氢反应,起始氧气一定时,越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是:该反应为气体分子数增加的反应,恒压条件下增大氨气的比例,相当于减压,平衡正向移动,丙烷的平衡转化率增大。
故答案为:①0.003;②C;③及时分离出;④该反应为气体分子数增加的反应,恒压条件下增大氨气的比例,相当于减压,平衡正向移动,丙烷的平衡转化率增大。
【小问4详解】
在500℃、以为催化剂的条件下,向恒容密闭容器中充入、、发生反应,丙烯选择性为45%,丙烷转化率为40%,则,则可得:
起始n始(mol) 1 1 0 0
变化△n(mol) 0.18 0.09 0.18 0.18
终态n终(mol) 0.82 0.91 0.18 0.18
起始n始(mol) 0.82 0.91 0 0.18
变化△n(mol) 0.4-0.18 0.77 0.66 0.88
终态n终(mol) 0.6 0.17 0.66 1.06
故平衡时:,,,,,,则;
平衡时压强为,平衡分压=总压×体积分数,则,,,,则该温度下丙烷氧化脱氢反应的平衡常数:
故答案为:
18. 环吡酮胺()是一类广谱抗真菌剂,本身具有一定的抗菌活性,临床用于治疗体癣、脚癣、花斑癣,白色念珠菌感染等。其合成路线如图所示(部分反应条件和生成物略去):
已知如下信息:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
回答下列问题:
(1)的名称为_______,中官能团名称为_______。
(2)能鉴别与的试剂为_______(填序号)。
A. 溶液 B. 银氨溶液
C. 氯化铁溶液 D. 溴水
(3)写出的化学方程式:_______。
(4)写出的结构简式:_______,()为环吡酮胺的衍生物,的一种芳香族同分异构体,同时满足下列条件,请写出的所有结构简式:_______。
a. 消耗
b. 核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为
(5)请设计以、 、为原料(其他无机试剂任选),合成 的路线_______。
【答案】(1) ① 2-丙醇 ②. 羰基 (2)AD
(3)+CH3OH+H2O
(4) ①. ②. 或
(5),
【解析】
【分析】由合成路线可知,整个合成有两条路线,路线1为A→B→C→D;路线2为甲苯→C7H6O2→F→G。根据C的结构简式和A的分子式,结合已知信息l,可推出A为CH3CH(OH)CH3,A催化氧化生成B,B为CH3COCH3。根据F的结构简式和甲苯的结构简式,可推出甲苯先氧化为苯甲酸,然后苯环加氢得到F,由F→G→H发生已知信息ll的反应,推出H为,H在CH3COONa存在条件下和NH2OH·HCI反应得到环吡酮胺M,据此分析解答。
【小问1详解】
根据以上分析,A为CH3CH(OH)CH3,名称为2-丙醇,B为CH3COCH3,含有的官能团名称为羰基;
【小问2详解】
(2)A.因为D中含有碳碳双键、酯基,而F中含有羧基,NaHCO3溶液可与羧基反应产生气泡,故可鉴别D与F;
B.由于D、F均不含醛基,故用银氨溶液不能鉴别D与F;
C.D、F均无酚羟基,与氯化铁溶液均不反应,故用氯化铁溶液不能鉴别D与F;
D.D中含碳碳双键,D能与溴水反应而使溴水褪色,F与溴水不反应,故可鉴别D与F;
答案选AD;
【小问3详解】
为酯化反应,方程式为:+CH3OH+H2O;
【小问4详解】
由分析知的结构简式为: ,( )的同分异构体K是芳香族化合物,则含有苯环,根据条件a,1molK消耗2molNaOH可知,属于酚,且含有2mol酚羟基,根据N的分子式C6H7O2N,K分子中还含有1个-NH2,根据条件b,核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为1:2:2:2,则具有对称结构,则K的结构简式为: 或 ;
【小问5详解】
逆向合成分析:若要制备 ,则需要发生反应 ;根据所给原料,需要和 反应, 可通过甲苯和氯气光照得到,具体路线如下:, 。
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